作者 | 王磊

來源 | Java中文社群（ID：javacn666）

轉載請聯系授權（微信ID：GG_Stone）

本文已收錄至 https://github.com/vipstone/algorithm 《算法圖解》系列。

隊列和棧是計算機中兩個非常重要的數據結構，經過前面的學習（《隊列》、《棧》）我們知道了它們各自的特點，隊列是先進先出（FIFO）的，而棧是先進后出（FILO）的，那如何用棧來實現隊列呢？這可是一道經典的面試題，所以本文我們就來實現一下。

在正式開始之前，我們先來回顧一下棧和隊列的常用方法。

棧（Stack）的常用方法包含以下這些：

• push()：入棧方法，向棧頂添加元素；

• pop()：出棧方法，將棧頂的元素移除并返回元素；

• peek()：查詢棧頂元素，并不會移除元素。

隊列（Queue）的常用方法包含以下這些：

• offer()：入隊方法，向隊尾添加元素；

• poll()：出隊方法，從隊頭移除并返回元素；

• peek()：查詢隊頭元素，并不會移除元素。

有了這些前置知識，接下來我們來看今天的題目。

題目描述

用兩個棧實現一個隊列。隊列的聲明如下，請實現它的兩個函數 appendTail 和 deleteHead，分別完成在隊列尾部插入整數和在隊列頭部刪除整數的功能，若隊列中沒有元素，deleteHead 操作返回 -1。

示例 1：

輸入：

["CQueue","appendTail","deleteHead","deleteHead"]

[[],[3],[],[]]

輸出：[null,null,3,-1]

示例 2：

輸入：

["CQueue","deleteHead","appendTail","appendTail","deleteHead","deleteHead"]

[[],[],[5],[2],[],[]]

輸出：[null,-1,null,null,5,2]

提示：

1 <= values <= 10000

最多會對?appendTail、deleteHead 進行?10000?次調用

leetcode：https://leetcode-cn.com/problems/yong-liang-ge-zhan-shi-xian-dui-lie-lcof/

解題思路

這道題目的意思其實很好理解，就是要將先進后出的棧改為先進先出的隊列，其實問題中也給出了一些提示，“用兩個棧來實現一個隊列”。這道題實現的核心思想就是「負負得正」，我們先用一個棧來存入元素（這時最先進入的元素在棧底），然后再將第一個棧中的元素移動到新棧中，此時最先進入的元素就在棧頂了，然后在用第二個棧出棧時，整個執行的順序就變成了先進先出。

接下來，我們用圖解的方式來實現一下整個流程。

步驟一

先將元素入棧到第一個棧中，如下圖所示：

步驟二

將第一個棧中的元素都移動到第二個棧中，如下圖所示：

步驟三

所有元素從第二個棧中出棧，如下圖所示：

小結

從上述圖片可以看出，元素添加順序是 1、2、3，最終經過兩個棧之后的出棧順序也是 1、2、3，這樣我們就通過兩個棧實現了隊列（先進先出）。

實現代碼

接下來我們就用代碼來實現一下以上思路：

class?CQueue?{Stack<Integer>?inputStack;?//?入棧的容器（添加時操作)Stack<Integer>?outputStack;?//?出棧和查詢的棧容器public?CQueue()?{inputStack?=?new?Stack();outputStack?=?new?Stack();}//?添加操作public?void?appendTail(int?value)?{inputStack.push(value);}//?刪除操作public?int?deleteHead()?{if?(!outputStack.isEmpty())?{//?出棧容器不為空return?outputStack.pop();}?else?if?(!inputStack.isEmpty())?{//?入棧?stack?全部轉移到出棧?stackwhile?(!inputStack.isEmpty())?{outputStack.push(inputStack.pop());}}return?outputStack.isEmpty()???-1?:?outputStack.pop();} }

我們在 LeetCode 中提交以上測試代碼，執行結果如下：

注意事項

在整個實現過程中有兩個小細節需要特別注意一下：

第 1 個棧只負責入棧（暫存數據），第 2 個棧只負責出棧（最終的隊列執行順序）；

每次棧 2 出棧時都要把所有的元素都出完之后，才能從棧 1 中追加（添加）新數據，當棧 2 的數據沒有全部出棧完成時，不能將棧 1 的元素入棧到棧 2，這樣會導致元素的執行順序混亂。

總結

本文我們通過兩個先進后出的棧，通過“負負得正”的思路實現了隊列先進先出的特性，但需要特別注意的是當第 2 個棧也就是出棧容器，在非空（棧）時不能將第 1 個棧中的元素添加到第 2 個棧中，以免造成程序執行順序混亂。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的算法图解：如何用两个栈实现一个队列？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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