题目描述

请用栈实现一个队列，支持如下四种操作：

• push(x) – 将元素x插到队尾；
• pop() – 将队首的元素弹出，并返回该元素；
• peek() – 返回队首元素；
• empty() – 返回队列是否为空；

注意：

• 你只能使用栈的标准操作：push to top，peek/pop from top, size 和 is empty；
• 如果你选择的编程语言没有栈的标准库，你可以使用list或者deque等模拟栈的操作；
• 输入数据保证合法，例如，在队列为空时，不会进行pop或者peek等操作；
  样例

样例

MyQueue queue = new MyQueue();

queue.push(1);
queue.push(2);
queue.peek();  // returns 1
queue.pop();   // returns 1
queue.empty(); // returns false

C++ 代码

class MyQueue {
public:
    stack<int> stk_in, stk_out;  // 入栈与出栈
    MyQueue() {

    }

    void push(int x) {
        stk_in.push(x);
    }

    int pop() {
        // 输出栈为空时有两种情况
        if (stk_out.empty()) {
            // 队列为空
            if (stk_in.empty()) return -1;
            // 队列不为空时，需要将输入栈元素导入输出栈
            in2out();
        }
        // 输出栈顶部即为最先入栈元素
        int ret = stk_out.top();
        stk_out.pop();
        return ret;
    }

    // peek与pop同理
    int peek() {
        if (stk_out.empty()) {
            if (stk_in.empty()) return -1;
            in2out();
        }
        return stk_out.top();
    }

    // 两个栈都为空，则队列为空
    bool empty() {
        return stk_in.empty() && stk_out.empty();
    }

    // 将输入栈元素全部导到输出栈，以实现先进先出
    void in2out() {
        while (!stk_in.empty()) {
            stk_out.push(stk_in.top());
            stk_in.pop();
        }
    }
};

/**
 * Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
 * MyQueue obj = MyQueue();
 * obj.push(x);
 * int param_2 = obj.pop();
 * int param_3 = obj.peek();
 * bool param_4 = obj.empty();
 */

时间复杂度分析

• push()：$O(1)$；
• pop(): $O(1)$；
• peek()：$O(1)$；
• empty()：$O(1)$；

注意
pop()与peek()操作中，当输出栈为空时，有可能需要将输入栈元素导入输出栈，并非每次操作都要导换操作，即每个元素至多一次在输出栈被插入和弹出，因此均摊复杂度为$O(1)$。