栈和队列的面试题（四）---用两个栈实现一个队列

一：前面讲了用两个队列实现一个栈；接下来就是使用两个栈实现一个队列 了；

其实说白了；栈和队列的相互实现，就是利用一个的特点实现另一个的特点；

使用两个栈实现一个队列，即就是用两个“先进后出”的栈实现一个“先进先出”的队列。而且队列可以取队头的元素，就是第一个进去的元素；而栈只能取栈顶的元素，也就是最后一个元素；

①进行pop操作（删第一个元素）

定义了两个栈S1和S2，S1为主栈，S2位辅助栈，在删除栈底元素时辅助使用；

当给第一个栈s1 push进元素，第二个栈为空！此时如果要进行队列原则的pop，

即就是把第一个元素 pop掉，显然用一个栈s1时不能实现的，这时将s1的top插入到s2中，只给s1中留第一个元素，然后pop掉！这样就减少了一次push进s2的压栈开销！效率更高

②进行push操作（插入到与原顺序的后面）

push的时候，如果s1中有元素，则直接给s1后面push元素，如果s1中无元素，元素全都在S2中，这时不能直接给s2中直接push元素，这样以前的顺序就乱了，要把s2中的元素先全部取top，然后在给S1后面插入元素。

③返回队列第一个元素

和pop操作基本相同，只是最后剩下的S1中的一个元素，先用一个变量将其保存，然后删除，最后返回该变量；

④返回队列最后一个元素

如果S2不为空，直接返回S2的栈顶元素，此元素就是队列的首元素；

如果S2为空，S1不为空，则先把S1中的元素全都取Top操作，压入S2中，每压进去一个，pop一次S1，直到最后S1中剩下一个元素，先用变量保存，再压入s2，然后pop s1;

二：图说



三：代码实现

#include<iostream>
#include<stack>
using namespace std;

template<typename T>
class Queue
{
public:
void Push(const T& x)//插入元素
{
if (!_s2.empty())//元素全在s2
{
//要把s2中的元素先全部取top，然后在给S1后面插入元素。要不入栈的顺序会乱
while (!_s2.empty())
{
_s1.push(_s2.top());

_s2.pop();
}
}
_s1.push(x);//s1中有元素
}
void Pop()//删除
{
if (!_s2.empty())//s1为空s2不为空
{
_s2.pop();
}
if (!_s1.empty() && _s2.empty())//s2为空，s1不为空
{

while (_s1.size() != 1)//第一个元素留在s1
{
_s2.push(_s1.top());//可以少push一次
_s1.pop();
}
_s1.pop();//删除第一个元素
}
}
T Back()//返回队列最后一个元素
{

if (!_s2.empty())//s1为空s2不为空
{
T tmp=0;
while (!_s2.empty() )//第一个元素留在s1
{
if (_s2.size()==1)
{
tmp=_s2.top();
}
_s1.push(_s2.top());
_s2.pop();
}
return tmp;
}
if (!_s1.empty() && _s2.empty())//s2为空，s1不为空
{
return _s1.top();
}
}
T Front()//返回队列第一个元素
{

if (!_s2.empty())//s1为空s2不为空
{
return _s2.top();
}
if (!_s1.empty() && _s2.empty())//s2为空，s1不为空
{
T tmp=0;
while (!_s1.empty() )//第一个元素留在s1
{
if (_s1.size()==1)
{
tmp=_s1.top();
}
_s2.push(_s1.top());
_s1.pop();
}

return  tmp;
}

}
int Size()//队列元素个数
{
return _s1.size() + _s2.size();
}
public:
stack<T> _s1;
stack<T> _s2;
};

测试代码：

void test()
{
Queue<int> q;
q.Push(1);
q.Push(2);
q.Push(3);
q.Push(4);
q.Push(5);
cout<<"队列大小:"<<q.Size()<<endl;
cout<<"队列首元素："<<q.Front()<<endl;
cout<<"队列尾元素："<<q.Back()<<endl;
q.Pop();
q.Pop();
cout<<"队列大小:"<<q.Size()<<endl;
cout<<"队列首元素："<<q.Front()<<endl;
cout<<"队列尾元素："<<q.Back()<<endl;

}
int main()
{
test();
system("pause");
return 0;
}

四：运行结果



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