题目描述
请你仅使用两个队列实现一个后入先出(LIFO)的栈,并支持普通栈的全部四种操作(push、top、pop 和 empty)。
实现 MyStack 类:
void push(int x) 将元素 x 压入栈顶。
int pop() 移除并返回栈顶元素。
int top() 返回栈顶元素。
boolean empty() 如果栈是空的,返回 true ;否则,返回 false 。
注意:
你只能使用队列的标准操作 —— 也就是 push to back、peek/pop from front、size 和 is empty 这些操作。
你所使用的语言也许不支持队列。 你可以使用 list (列表)或者 deque(双端队列)来模拟一个队列 , 只要是标准的队列操作即可。
示例:
输入:
["MyStack", "push", "push", "top", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出:
[null, null, null, 2, 2, false]
解释:
MyStack myStack = new MyStack();
myStack.push(1);
myStack.push(2);
myStack.top(); // 返回 2
myStack.pop(); // 返回 2
myStack.empty(); // 返回 False
思路
用单个队列实现了栈的行为。栈是一种后入先出(LIFO)的数据结构,通常支持 push、pop、top 和 empty 操作。在这个实现中,通过对队列的操作,模拟了栈的行为。
类定义和构造函数
class MyStack {
public:
std::queue<int> que;
MyStack() {
}
MyStack 类中定义了一个公有成员 que,类型为 std::queue,用于存储栈中的元素。
构造函数 MyStack() 是一个空构造函数,不进行任何操作。队列 que 的初始化由其默认构造函数处理。
push()
void push(int x) {
que.push(x);
}
push(int x) 方法直接将元素 x 加入队列的尾部。在栈的行为中,这将是最后一个被弹出的元素,符合后入先出的特性。
pop()
int pop() {
for(int i = 0; i < que.size() - 1; i++){
que.push(que.front());
que.pop();
}
int result = que.front();
que.pop();
return result;
}
pop() 方法移除并返回栈顶元素。为了达到这个目的,首先将队列前面的元素(除最后一个元素外)依次出队并重新入队到队列尾部。这样,原本的最后一个元素(栈顶元素)就移到了队列的前端,可以通过 que.pop() 直接移除并返回。
循环 for(int i = 0; i < que.size() - 1; i++) 确保除了最后一个元素,其他所有元素都被重新排列。
top()
int top() {
return que.back();
}
top() 方法返回栈顶元素的值,但不移除它。由于队列的 back() 方法可以直接访问队尾元素,这里的队尾元素正是最后入栈的元素,因此可以直接返回。
empty()
bool empty() {
return que.empty();
}
empty() 方法检查栈(队列)是否为空。如果队列为空,则栈也为空,返回 true;否则返回 false。
完整代码
#include<stack>
#include<queue>
#include<iostream>
class MyStack {
public:
std::queue<int> que;
MyStack() {
}
void push(int x) {
que.push(x);
}
int pop() {
for(int i = 0; i < que.size() - 1; i++){
que.push(que.front());
que.pop();
}
int result = que.front();
que.pop();
return result;
}
int top() {
return que.back();
}
bool empty() {
return que.empty();
}
};
int main() {
MyStack myStack;
myStack.push(1);
myStack.push(2);
std::cout << "Top: " << myStack.top() << std::endl; // 返回 2
std::cout << "Pop: " << myStack.pop() << std::endl; // 返回 2
std::cout << "Empty: " << (myStack.empty() ? "true" : "false") << std::endl; // 返回 false
return 0;
}
时间复杂度: pop为O(n),其他为O(1)
空间复杂度: O(n)