利用棧實現隊列

• 上一節中說明了棧的特點 后進先出，我們用數組的方式實現了棧的基本操作api，因此我們對棧的操作是不考慮排序的，每個api的操作基本都是O(1)的世界，因為不考慮順序，所以找最大，最小值，需要O(n)時間
• 還有與棧相對于的一種數據結構，那就是隊列了，隊列特點是先進先出，即第一個進去隊列的元素會第一個出來，
• 棧和隊列雖然特點上相反，當他們也有相互聯系，我們利用棧解決如下隊列的問題：

問題

• 用兩個棧實現一個隊列，隊列的聲明如下：實現兩個函數append，del，分別完成隊尾插入節點， 隊列頭部刪除節點的功能。
• 隊列對象定義：

/*** @author liaojiamin* @Date:Created in 11:37 2021/3/9*/ public class MyQueue {private MyStack<Integer> myStack1;private MyStack<Integer> myStack2;private boolean isAdd;public MyQueue(){myStack1 = new MyStack<>();myStack2 = new MyStack<>();isAdd = false;}public boolean isAdd() {return isAdd;}public void setAdd(boolean add) {isAdd = add;}public MyStack<Integer> getMyStack1() {return myStack1;}public void setMyStack1(MyStack<Integer> myStack1) {this.myStack1 = myStack1;}public MyStack<Integer> getMyStack2() {return myStack2;}public void setMyStack2(MyStack<Integer> myStack2) {this.myStack2 = myStack2;} }

分析

• 我們需要通過stack1與stack2實現先進先出的隊列MyQueue，我們用一個實際案例來分析，
• 首先add 一個元素a到stack1中，在接著，b，c還是到stack1中，此時stack1 中有{a,b,c}，stack2是空的，如下圖：
• 此時我們需要刪除一個元素。按隊列先進先出原則，a需要比b，c先出去，但是此時stack1中c是在棧頂。我們需要反轉stacl1
• 如上分析，我們將stack1 中所有元素彈出并依次加入stack2，那么就完成反轉的功能，在彈出stack2 中第一個元素。實現刪除功能
• 繼續刪除我們還是直接操作stack2即可
• 這時候再來添加操作，因為需要添加到隊尾，此時不能添加到stack2，我們只能再次反轉，添加到stack1 中。
• 總結：每次add操作或者del操作之前，判斷上次操作是add還是del，如果是不同操作，則反轉在對非空棧進行操作，如果是相同操作類型，則直接對非空棧進行操作，無需反轉

• 代碼實現：

/*** 利用兩個棧實現隊列* @author liaojiamin* @Date:Created in 11:35 2021/3/9*/ public class StackImpleQueue {private MyQueue myQueue = new MyQueue();/*** 添加元素到隊列* */public void append(Integer item){if(isEmpty()){myQueue.getMyStack1().push(item);return;}//上次是append，無需changeboolean needChange = !myQueue.isAdd();MyStack<Integer> notEmpty = change(needChange);notEmpty.push(item);}/*** 從隊列中刪除位置* */public Integer del(){if(isEmpty()){return -1;}//上次是add則需要changeMyStack<Integer> notEmpty = change(myQueue.isAdd());return notEmpty.pop();}/*** 隊列是否為空*/public boolean isEmpty(){return myQueue.getMyStack1().isEmpty() && myQueue.getMyStack2().isEmpty();}/*** 將非空棧中數據彈出并添加到另一個棧* */public MyStack<Integer> change(boolean needChange){if(isEmpty()){return myQueue.getMyStack1();}MyStack<Integer> emptyStack = myQueue.getMyStack1().isEmpty() ? myQueue.getMyStack1() : myQueue.getMyStack2();MyStack<Integer> notEmptyStack = myQueue.getMyStack1().isEmpty() ? myQueue.getMyStack2() : myQueue.getMyStack1();if(needChange){while (!notEmptyStack.isEmpty()){emptyStack.push(notEmptyStack.pop());}//切換操作標記位myQueue.setAdd(!myQueue.isAdd());return emptyStack;}return notEmptyStack;}public static void main(String[] args) {StackImpleQueue stackImpleQueue = new StackImpleQueue();stackImpleQueue.append(1);stackImpleQueue.append(2);stackImpleQueue.append(3);System.out.println(stackImpleQueue.del());System.out.println(stackImpleQueue.del());stackImpleQueue.append(4);System.out.println(stackImpleQueue.del());System.out.println(stackImpleQueue.del());}}

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的数据结构与算法--利用栈实现队列的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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