225.用队列实现栈

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：
你只能使用队列的基本操作 —— 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。

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思路

1.使用两个队列实现栈
使用两个队列实现栈的操作，其中 queue1 用于存储栈内的元素，queue2 作为入栈操作的辅助队列。
入栈操作时，首先将元素入队到 queue2，然后将 queue1 的全部元素依次出队并入队到 queue2，此时 queue2 的前端的元素即为新入栈的元素，再将 queue1 和 queue2 互换，则 queue1 的元素即为栈内的元素，queue1 的前端和后端分别对应栈顶和栈底。
由于每次入栈操作都确保 queue1 的前端元素为栈顶元素，因此出栈操作和获得栈顶元素操作都可以简单实现。出栈操作只需要移除 queue1 的前端元素并返回即可，获得栈顶元素操作只需要获得 queue1 的前端元素并返回即可（不移除元素）。
由于 queue1 用于存储栈内的元素，判断栈是否为空时，只需要判断 queue1 是否为空即可。
2.使用一个队列实现栈
使用一个队列时，为了满足栈的特性，即最后入栈的元素最先出栈，同样需要满足队列前端的元素是最后入栈的元素。
入栈操作时，首先获得入栈前的元素个数 n，然后将元素入队到队列，再将队列中的前 n 个元素（即除了新入栈的元素之外的全部元素）依次出队并入队到队列，此时队列的前端的元素即为新入栈的元素，且队列的前端和后端分别对应栈顶和栈底。
由于每次入栈操作都确保队列的前端元素为栈顶元素，因此出栈操作和获得栈顶元素操作都可以简单实现。出栈操作只需要移除队列的前端元素并返回即可，获得栈顶元素操作只需要获得队列的前端元素并返回即可（不移除元素）。
由于队列用于存储栈内的元素，判断栈是否为空时，只需要判断队列是否为空即可。

代码

import collections


class MyStack(object):
    """使用两个队列实现栈"""
    def __init__(self):
        """
        Initialize your data structure here.
        """
        self.queue1 = collections.deque()
        self.queue2 = collections.deque()

    def push(self, x):
        """
        Push element x onto stack.
        :type x: int
        :rtype: None
        """
        self.queue2.append(x)
        while self.queue1:
            self.queue2.append(self.queue1.popleft())
        self.queue1, self.queue2 = self.queue2, self.queue1

    def pop(self):
        """
        Removes the element on top of the stack and returns that element.
        :rtype: int
        """
        return self.queue1.popleft()

    def top(self):
        """
        Get the top element.
        :rtype: int
        """
        return self.queue1[0]

    def empty(self):
        """
        Returns whether the stack is empty.
        :rtype: bool
        """
        return not self.queue1


class MyStack1(object):
    """使用1个队列实现栈"""
    def __init__(self):
        """
        Initialize your data structure here.
        """
        self.queue = collections.deque()

    def push(self, x):
        """
        Push element x onto stack.
        :type x: int
        :rtype: None
        """
        n = len(self.queue)
        self.queue.append(x)
        for _ in range(n):
            self.queue.append(self.queue.popleft())

    def pop(self):
        """
        Removes the element on top of the stack and returns that element.
        :rtype: int
        """
        return self.queue.popleft()

    def top(self):
        """
        Get the top element.
        :rtype: int
        """
        return self.queue[0]

    def empty(self):
        """
        Returns whether the stack is empty.
        :rtype: bool
        """
        return not self.queue
# Your MyStack object will be instantiated and called as such:
# obj = MyStack()
# obj.push(x)
# param_2 = obj.pop()
# param_3 = obj.top()
# param_4 = obj.empty()


if __name__ == "__main__":
    my_stack = MyStack()
    my_stack = MyStack1()
    my_stack.push(1)
    my_stack.push(2)
    print("当前栈顶元素为: {}".format(my_stack.top()))
    print("当前弹出的元素为: {}".format(my_stack.pop()))
    print("当前栈空：{}".format("yes" if my_stack.empty() is True else "no"))

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