题目描述

用两个栈来实现一个队列，使用 n 个元素来完成 n 次在队列尾部插入整数(push)和 n 次在队列头部删除整数(pop)的功能。队列中的元素为 int 类型。保证操作合法，即保证 pop 操作时队列内已有元素。

数据范围

• 操作次数 $n$ 满足 $0\le n\le 1000$
• 队列中的元素范围为 $|val|\le 10000$
• 要求：存储 n 个元素的空间复杂度为 $O(n)$，插入与删除的时间复杂度为 $O(1)$。

示例

输入1：

["PSH1", "PSH2", "POP", "POP"]

输出1：

1, 2

解析：

• "PSH1"：将 1 插入队列尾部
• "PSH2"：将 2 插入队列尾部
• "POP"：删除一个元素，先进先出 => 返回 1
• "POP"：删除一个元素，先进先出 => 返回 2

输入2：

["PSH2", "POP", "PSH1", "POP"]

输出2：

2, 1

代码实现

1. 代码思路

• 使用两个栈 stack1 和 stack2 来模拟队列。
• stack1 用于存储入队操作的元素。
• stack2 用于存储出队操作时，从 stack1 中转移过来的元素。

push 操作：

• 直接将元素压入 stack1。

pop 操作：

• 如果 stack2 为空，则将 stack1 中的所有元素转移到 stack2 中，这样 stack2 的栈顶就是最早进入队列的元素。
• 如果 stack2 不为空，直接从 stack2 弹出栈顶元素。

2. 代码实现

#define MAX_SIZE 1000  // 假设栈最大容量
int stack1[MAX_SIZE];
int stack2[MAX_SIZE];int top1 = 0; // 插入栈栈顶指针
int top2 = 0; // 删除栈栈顶指针// 入队操作
void push(int node) {if (top1 < MAX_SIZE) {stack1[top1++] = node;  // 将元素压入 stack1}
}// 出队操作
int pop() {// 如果 stack2 为空，将 stack1 中的元素倒入 stack2if (top2 == 0) {while (top1 > 0) {stack2[top2++] = stack1[--top1];  // 将 stack1 中的元素倒入 stack2}}// 如果 stack2 不为空，正常弹出栈顶元素if (top2 > 0) {return stack2[--top2];  // 弹出 stack2 的栈顶元素}return -1;  // 当栈为空时返回 -1
}

3. 代码解析

1. push 函数：

   • 该函数将一个整数 node 压入 stack1，作为队列的尾部元素。

2. pop 函数：

   • 如果 stack2 为空，说明当前队列中没有待出队的元素，我们需要将 stack1 中的元素逐一移入 stack2，以确保 stack2 的栈顶为最早入队的元素。
   • 如果 stack2 不为空，则直接从 stack2 中弹出栈顶元素，这样确保了队列的先进先出特性。

4. 时间复杂度与空间复杂度

• 时间复杂度：

  • push 操作时间复杂度为 $O(1)$，因为我们只是将元素压入 stack1。
  • pop 操作的最坏时间复杂度为 $O(n)$，当 stack2 为空时，需要将 stack1 中的所有元素转移到 stack2，不过每个元素最多被移动一次，因此在所有操作完成后的平均时间复杂度是 $O(1)$。

• 空间复杂度：

  • 由于我们使用了两个栈，因此空间复杂度是 $O(n)$，其中 n 是队列中元素的个数。

总结

整体上这题还是比较简单的，没什么难度，只要懂了思路还是很好实现的，最开始花了很多时间去实现栈，结果发现，卧槽怎么没有栈，没有主函数，原来只需要模拟栈即可。反正只要记住一个用来进入，一个用来出去，只要第二个栈空了，就把第一个倒进去。