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编写一个类,用两个栈实现队列,支持队列的基本操作(add,poll, peek)

2021-12-01 笔记 109 ℃ 0 评论

由两个组成的队列

【题目】

编写一个类,用两个栈实现队列,支持队列的基本操作(add,poll, peek)。

【解答】

栈的特点是先进后出,而队列的特点是先进先出。我们用两个栈正好能把顺序反过来实现类似队列的操作。

具体实现上是一个栈作为压入栈,在压入数据时只往这个栈中压入,记为 stack Push;另一个栈只作为弹出栈,在弹出数据时只从这个栈弹出,记为 stackpop.

因为数据压入栈的时候,顺序是先进后出的。那么只要把stack Push的数据再压入 stack Pop中,顺序就变回来了。例如,将1~5依次压入 stack Push,那么从 stack Push的栈顶到栈底为5~1,此时依次再将5~1倒入 stackpop,那么从 stackpop的栈顶到栈底就变成了1~5。再从 stack Pop弹出时,顺序就像队列一样,如图1-3所示。

111.jpeg

听起来虽然简单,实际上必须做到以下两点。

1.如果 stack Push要往 Estack Pop中压入数据,那么必须一次性把stackPush中的数据全部压入。

2.如果 stack Pop.不为空, stack Push绝对不能向 stack Pop中压入数据。

违反了以上两点都会发生错误

违反1的情况举例:1~5依次压入 stack Push, stack Push的栈顶到栈底为5~1,从 stack Push压入 stack Pop时,只将5和4压入了tack Pop, stack Push还剩下1、2、3没有压入。此时如果用户想进行弹出操作,那么4将最先弹出,与预想的队列顺序就不一致。

违反2的情况举例:1~5依次压入 stack Push, stack Push将所有的数据压入了 stack Pop,此时从 stack Pop的栈顶到栈底就变成了1~5此时又有6~10依次压入 stack Push, stackpop不为空, stack Push不能向其中压入数据。如果违反2压入了 stackpop,从 stack Pop的栈顶到栈底就变成了6~10、1~5。那么此时如果用户想进行弹出操作6将最先弹出,与预想的队列顺序就不一致。

上面介绍了压入数据的注意事项。那么这个压入数据的操作在何时发生呢?

这个选择的时机可以有很多,调用add、poll和peek三种方法中的任何一种时发生“压”入数据的行为都是可以的。只要满足如上提到的两点,就不会出错。

本书的实现是在调用poll和peek方法时进行压入数据的过程。

具体实现请参看如下的 Twostacksqueue类:

import java.util.Stack;


public class Twostacksqueue {
	public Stack<Integer> stackPush;
	public Stack<Integer> stackPop;
	public Twostacksqueue(){
		this.stackPush=new Stack<Integer>();
		this.stackPop=new Stack<Integer>();
	}
	//add
	public void add(int pushInt){
		stackPush.push(pushInt);
	}

	//poll
	public int poll(){
		if(stackPop.empty()&&stackPush.empty()){
			throw new RuntimeException("the stack is empty!");
		}else if(stackPop.empty()){
			while(!stackPush.empty()){
				stackPop.push(stackPush.pop());
			}
		}
		return stackPop.pop();

	}

	//peek
	public int peek(){
		if(stackPop.empty()&&stackPush.empty()){
			throw new RuntimeException("the stack is empty!");
		}else if(stackPop.empty()){
			while(!stackPop.empty()){
				stackPop.push(stackPush.pop());
			}
		}
		return stackPop.peek();
	}
}


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