队列实现栈&栈实现队列

开发 前端
给你两个栈你如何实现一个队列,给你两个队列你如何实现一个栈。本文就跟大家分享下这两个问题的解决思路与实现过程,欢迎各位感兴趣的开发者阅读本文。

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本文转载自微信公众号「神奇的程序员K」,作者神奇的程序员K。转载本文请联系神奇的程序员K公众号。

前言

给你两个栈你如何实现一个队列,给你两个队列你如何实现一个栈。

本文就跟大家分享下这两个问题的解决思路与实现过程,欢迎各位感兴趣的开发者阅读本文。

问题分析

我们先来看下栈与队列的特性:

  • 栈:最先加入的元素最后出
  • 队列:最先加入的元素最先出

有关栈与队列的详细讲解请移步我的另一篇文章:数据结构:栈与队列

有了栈与队列的理论基础后,我们就可以利用其特性来分析问题了,我们先来看下如何用栈来实现队列:

  • 我们的已知条件只有两个栈,将这两个栈进行标识:栈1、栈2
  • 执行入队操作时,我们元素放进栈1。
  • 执行出队操作时:
    • 把栈1的元素压入栈2
    • 栈2顶部元素出栈

上述思路中,我们用栈1来存储元素,我们知道栈的规则是先进后出,因此我们将栈1的元素压入栈2后,将栈2元素出栈时,刚好符合队列的特性。

接下来,我们来看下如何用队列来实现栈:

  • 同样的,我们的已知条件有两个队列,将这两个队列进行标识:队列1,队列2
  • 执行入栈操作时,将元素放进队列1
  • 执行出栈操作时:
    • 如果队列2为空,我们将队列1中除队首外的元素放进队列2
    • 如果队列2不为空,我们将队列2的元素放进队列1
    • 队列1元素出队

上述思路中,我们将元素都放入了队列1,出栈时,我们只保留队列1的队首元素,其他元素全部放入了队列2,随后将队列2的元素又放回了队列1,最后将队列1的元素出队,经过我们的这番倒腾后,刚好符合了栈的特性。

实现代码

经过上述分析,我们有了实现思路,接下来我们就将上述思路转化为具体的代码,下述代码中将引入我们之前写好的队列与栈的实现代码,对此不了解的开发者请移步我的另外两篇文章:数组实现栈与对象实现栈、队列与双端队列的实现

栈实现队列

  • 创建StacksAndQueues类文件,声明解决本文问题所需要的变量
  1. // 栈与队列的相关操作 
  2. import Stack from "../../StackTest/lib/Stack.ts"
  3. import Queue from "../../QueueTest/lib/Queue.ts"
  4.  
  5. export default class StacksAndQueues { 
  6.     private firstStacks: Stack; 
  7.     private secondStacks: Stack; 
  8.     private firstQueues: Queue; 
  9.     private secondQueues: Queue; 
  10.  
  11.     constructor() { 
  12.         this.firstStacks = new Stack(); 
  13.         this.secondStacks = new Stack(); 
  14.         this.firstQueues = new Queue(); 
  15.         this.secondQueues = new Queue(); 
  16.     } 
  • 实现入队函数
  1. // 入队 
  2.     enqueue(key: string | number): void { 
  3.         // 入栈1 
  4.         this.firstStacks.push(key); 
  5.     } 
  • 实现出队函数
  1. // 出队 
  2.    dequeue() { 
  3.        while (!this.firstStacks.isEmpty()) { 
  4.            this.secondStacks.push(this.firstStacks.pop()); 
  5.        } 
  6.        if (!this.secondStacks.isEmpty()) { 
  7.            // 出栈2 
  8.            return this.secondStacks.pop(); 
  9.        } 
  10.        return null
  11.    } 

接下来,我们通过一个例子来验证下上述代码能否正常执行:

  1. import StacksAndQueues from "./lib/StacksAndQueues.ts"
  2.  
  3. // 用栈实现队列 
  4. const stacksAndQueues = new StacksAndQueues(); 
  5. stacksAndQueues.enqueue(3); 
  6. stacksAndQueues.enqueue(9); 
  7. stacksAndQueues.enqueue(12); 
  8. console.log("出队", stacksAndQueues.dequeue()); 
  9. console.log("出队", stacksAndQueues.dequeue()); 
  10. console.log("出队", stacksAndQueues.dequeue()); 

 

队列实现栈

  • 实现入栈函数
  1. // 入栈 
  2.    stackPush(key: string | number) { 
  3.        // 入队1 
  4.        this.firstQueues.enqueue(key); 
  5.    } 
  • 实现出栈函数
  1. // 出栈 
  2.     stackPop() { 
  3.         if (this.firstQueues.isEmpty()) { 
  4.             return null
  5.         } 
  6.         // 队列2为空 
  7.         if (this.secondQueues.isEmpty()) { 
  8.             while (this.firstQueues.size() != 1) { 
  9.                 // 将队列1除队首外的元素放进队列2 
  10.                 this.secondQueues.enqueue(this.firstQueues.dequeue()); 
  11.             } 
  12.         } 
  13.  
  14.         // 队列2不为空 
  15.         while (!this.secondQueues.isEmpty()) { 
  16.             // 将队列2的元素放进队列1 
  17.             this.firstQueues.enqueue(this.secondQueues.dequeue()); 
  18.         } 
  19.         // 队列1出队 
  20.         return this.firstQueues.dequeue(); 
  21.     } 
  • 接下来,我们通过一个例子来验证下上述代码能否正常执行:
  1. // 队列实现栈 
  2. stacksAndQueues.stackPush(3); 
  3. stacksAndQueues.stackPush(9); 
  4. stacksAndQueues.stackPush(12); 
  5. console.log("出栈", stacksAndQueues.stackPop()); 
  6. console.log("出栈", stacksAndQueues.stackPop()); 
  7. console.log("出栈", stacksAndQueues.stackPop()); 

 

代码地址

本文实现代码的完整地址如下:

  • StacksAndQueues.ts

 

责任编辑:武晓燕 来源: 神奇的程序员k
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