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前言：Java數據結構與算法專題會不定時更新，歡迎各位讀者監督。本篇文章介紹一個有趣的問題：用兩個棧實現一個隊列。這道題來自互聯網公司的算法面試，作為一道經典的算法面試題，本文給出問題的解決思路和Java實現代碼。

前兩篇文章介紹了棧(stack)和隊列（queue）兩種特殊的數據結構和他們特點，棧和隊列雖然是特點針鋒相對的，但有意思的是他們卻彼此相互聯系。

后進先出的棧如何才能實現先進先出的隊列呢？一般會用兩個棧來實現。首先定義兩個棧分別為stack1和stack2.

1.解決方案一：

我們讓入隊的操作在stack1中完成，出隊的操作在stack2中完成，具體分析過程如下：

• 入隊： ①將所有元素直接向stack1中壓棧
• 出隊： ②將stack1中的所有元素依次出棧，③緊接著入棧到stack2中，④然后彈出stack2中的元素。

為清楚說明，用下圖解釋：

來回入隊、出隊比較麻煩，尤其是出隊比較麻煩，需要先將元素從stack1倒入stack2中，然后stack2彈出的元素又倒回到stack1中。有沒有更優化的方案呢？以下方案2是改進之后的思路。

2.解決方案二：

入隊都在stack1中進行，stack2用于隊列，同時保證所有元素都在一個棧里，且遵循以下約束：

• 入隊：不管stack1空與否，都將stack2中的所有元素壓入stack1中
• 出隊：若stack2中不為空，則直接從stack2中彈出元素；若stack2為空，則說明隊列為空，不能出隊。

方案2與方案1的區別在于，方案2中把倒回的操作放在了入隊中完成，使連續入隊、出隊的效率提高。有沒有更優化的方案呢？以下對方案2改進，給出方案3.

3.解決方案三：

入隊都在stack1中完成，出隊都在stack2中完成，且遵循以下約束：

• 入隊：直接把元素壓入stack1中；
• 出隊：若stack2中不為空，則直接彈出stack2中的元素；若stack2中為空，則將stack1中的所有元素倒入stack2中，然后彈出stack2的棧頂元素。同樣，若兩個棧都為空，則隊列為空隊，無法出隊。

方案3的特點是：入隊時非常簡單，而在出隊時，多數情況下可以直接通過彈出stack2完成。如果把stack1中的元素倒入stack2中，則一般不用每次都進行這樣的操作。最壞的情況就是出隊一個元素、入隊一個元素這樣的循環，導致每次出隊都需要轉移元素。

4.java代碼實現

以下給出方案3的代碼實現：

public class Stacks2Queue {private Stack stack1;private Stack stack2;private int maxLength;public Stacks2Queue(int capacity){maxLength = capacity;stack1 = new Stack(capacity); stack2 = new Stack(capacity); }/*** 隊列入隊* @param element 入隊元素* @return 入隊成功？*/public boolean put(int element){if(stack1.isFull() || maxLength == stack1.getSize()){//此時stack1滿return false;}stack1.push(element);return true;}/*** 隊列出隊* @return 出隊的元素*/public int poll(){if(!stack2.isEmpty()){return stack2.pop();}else{while(!stack1.isEmpty()){stack2.push(stack1.pop());}return stack2.pop();}}/*** 求隊列長度* @return 返回隊列長度*/public int getSize(){return stack1.getSize()+stack2.getSize();} }

測試代碼如下：

public class Stack2QueueTest {public static void main(String[] args) {Stacks2Queue q = new Stacks2Queue(5);q.put(1); //入隊元素 1q.put(2); //入隊元素 2System.out.println("出隊的元素為"+q.poll()); //出隊元素 打印1System.out.println("此時隊列長度為"+q.getSize()); //返回1q.put(3); //入隊元素 3q.put(4); //入隊元素 4System.out.println("出隊的元素為"+q.poll()); //出隊元素 打印2System.out.println("出隊的元素為"+q.poll()); //出隊元素 打印3 本次出隊操作會把3和4兩個元素從stack1中倒入stack2中} }

注：以上代碼用到了堆和棧的代碼，請移步到前兩篇文章獲取Java數據結構與算法——棧(stack)和Java數據結構與算法——隊列（queue）

5.小結：

本文介紹了一個互聯網面試經典問題如何用兩個棧實現隊列？并給出解決思路和java代碼實現，后續會給出其姊妹篇如何用兩個隊列實現棧？的問題。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的算法面试：栈实现队列的方案的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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