0232. 用栈实现队列

题目地址(232. 用栈实现队列)

https://leetcode-cn.com/problems/implement-queue-using-stacks/

题目描述

使用栈实现队列的下列操作：

push(x) -- 将一个元素放入队列的尾部。
pop() -- 从队列首部移除元素。
peek() -- 返回队列首部的元素。
empty() -- 返回队列是否为空。
示例:

MyQueue queue = new MyQueue();

queue.push(1);
queue.push(2);
queue.peek(); // 返回 1
queue.pop(); // 返回 1
queue.empty(); // 返回 false
说明:

你只能使用标准的栈操作 -- 也就是只有 push to top, peek/pop from top, size, 和 is empty 操作是合法的。
你所使用的语言也许不支持栈。你可以使用 list 或者 deque（双端队列）来模拟一个栈，只要是标准的栈操作即可。
假设所有操作都是有效的、 （例如，一个空的队列不会调用 pop 或者 peek 操作）。

前置知识

栈
队列

思路

题目要求用栈的原生操作来实现队列，也就是说需要用到 pop 和 push 但是我们知道 pop 和 push 都是在栈顶的操作，而队列的 enque 和 deque 则是在队列的两端的操作，这么一看一个 stack 好像不太能完成。

我们来分析一下过程。

假如向栈中分别 push 四个数字 1, 2, 3, 4，那么此时栈的情况应该是：

如果此时按照题目要求 pop 或者 peek 的话，应该是返回 1 才对，而 1 在栈底我们无法直接操作。如果想要返回 1，我们首先要将 2，3，4 分别出栈才行。

然而，如果我们这么做，1 虽然是正常返回了，但是 2，3，4 不就永远消失了么？一种简答方法就是，将 2，3，4 存起来。而题目又说了，只能使用栈这种数据结构，那么我们考虑使用一个额外的栈来存放弹出的 2，3，4。

（pop 出来不扔掉，而是存起来）

整个过程类似这样：

比如，这个时候，我们想 push 一个 5，那么大概就是这样的：

然而这一过程，我们也可以发生在 push 阶段。

总之，就是我们需要在 push 或者 pop 的时候，将数组在两个栈之间倒腾一次。

关键点

在 push 的时候利用辅助栈(双栈)

代码

语言支持：JS, Python, Java

Javascript Code:

/*
 * @lc app=leetcode id=232 lang=javascript
 *
 * [232] Implement Queue using Stacks
 */
/**
 * Initialize your data structure here.
 */
var MyQueue = function () {
  // tag: queue stack array
  this.stack = [];
  this.helperStack = [];
};

/**
 * Push element x to the back of queue.
 * @param {number} x
 * @return {void}
 */
MyQueue.prototype.push = function (x) {
  let cur = null;
  while ((cur = this.stack.pop())) {
    this.helperStack.push(cur);
  }
  this.helperStack.push(x);

  while ((cur = this.helperStack.pop())) {
    this.stack.push(cur);
  }
};

/**
 * Removes the element from in front of queue and returns that element.
 * @return {number}
 */
MyQueue.prototype.pop = function () {
  return this.stack.pop();
};

/**
 * Get the front element.
 * @return {number}
 */
MyQueue.prototype.peek = function () {
  return this.stack[this.stack.length - 1];
};

/**
 * Returns whether the queue is empty.
 * @return {boolean}
 */
MyQueue.prototype.empty = function () {
  return this.stack.length === 0;
};

/**
 * Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
 * var obj = new MyQueue()
 * obj.push(x)
 * var param_2 = obj.pop()
 * var param_3 = obj.peek()
 * var param_4 = obj.empty()
 */

Python Code:

class MyQueue:

    def __init__(self):
        """
        Initialize your data structure here.
        """
        self.stack = []
        self.help_stack = []

    def push(self, x: int) -> None:
        """
        Push element x to the back of queue.
        """
        while self.stack:
            self.help_stack.append(self.stack.pop())
        self.help_stack.append(x)
        while self.help_stack:
            self.stack.append(self.help_stack.pop())

    def pop(self) -> int:
        """
        Removes the element from in front of queue and returns that element.
        """
        return self.stack.pop()

    def peek(self) -> int:
        """
        Get the front element.
        """
        return self.stack[-1]

    def empty(self) -> bool:
        """
        Returns whether the queue is empty.
        """
        return not bool(self.stack)


# Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
# obj = MyQueue()
# obj.push(x)
# param_2 = obj.pop()
# param_3 = obj.peek()
# param_4 = obj.empty()

Java Code

class MyQueue {
    Stack<Integer> pushStack = new Stack<> ();
    Stack<Integer> popStack = new Stack<> ();

    /** Initialize your data structure here. */
    public MyQueue() {

    }

    /** Push element x to the back of queue. */
    public void push(int x) {
        while (!popStack.isEmpty()) {
            pushStack.push(popStack.pop());
        }
        pushStack.push(x);
    }

    /** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
    public int pop() {
        while (!pushStack.isEmpty()) {
            popStack.push(pushStack.pop());
        }
        return popStack.pop();
    }

    /** Get the front element. */
    public int peek() {
        while (!pushStack.isEmpty()) {
            popStack.push(pushStack.pop());
        }
        return popStack.peek();
    }

    /** Returns whether the queue is empty. */
    public boolean empty() {
        return pushStack.isEmpty() && popStack.isEmpty();
    }
}

/**
 * Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
 * MyQueue obj = new MyQueue();
 * obj.push(x);
 * int param_2 = obj.pop();
 * int param_3 = obj.peek();
 * boolean param_4 = obj.empty();
 */