剑指offer——5.用两个栈实现队列

1.题目

用两个栈来实现一个队列，完成队列的Push和Pop操作。 队列中的元素为int类型。

2.思路分析

栈的特点是“先进后出”，即最先被压入（push）的元素会被最后一个弹出（pop）。
队列的特点是“先进先出”，即最先进入队列的元素会第一个出来。
两个数据结构的特点正好完全相反，那可以想到“负负得正”，创建两个栈，将第一个栈stack1中的元素放到第二个栈stack2中，使用两个“先进后出”栈实现一个先进先出的队列。总体的思路如下：

• 当stack2中不为空，在stack2的栈顶元素是最先进入队列的元素，此时可以弹出。
• 当stack2中为空时，再把stack1中的元素逐个弹出并压入stack2。
• 此时先进入队列的元素被压入stack1的栈底，经过弹出和压入操作之后就处于stack2的栈顶，可以直接弹出。若再有新的队列元素，直接将其压入stack1即可。

3.举例说明

通过一个具体的例子分析往该队列插入和删除元素的过程。首先插入一个元素a，先把它插入stack1，此时stack1中的元素有{a}，stack2为空。再压入两个元素b和c，还是插入到stack1中，此时stack1的元素有{a,b,c}，其中c位于栈顶，而stack2仍然是空的。

这时试着从队列中删除一个元素:

• 按照先入先出的规则，由于a比b、c先插入队列中，最先删除的元素应该是a。元素a存储在stack1中，但并不在栈顶，因此不能直接进行删除操作。
• 如果把stack1中的元素逐个弹出压入stack2，元素在stack2中的顺序正好和原来在stack1中的顺序相反。
• 因此经过3次弹出stack1和要入stack2操作之后，stack1为空，而stack2中的元素是{c,b,a}，这个时候就可以弹出stack2的栈顶a了。此时的stack1为空，而stack2的元素为{b,a}，其中b在栈顶。

4.代码实现

c++：

class Solution
   {
   public:
       void push(int node) {
           stack1.push(node);//新元素加入stack1中
       }
   
       int pop() {
           if(stack2.empty()){//当stack2中的元素为空时，将stack1中的栈顶元素逐个弹出并压入stack2
               while(stack1.size()>0){
                   int data = stack1.top();
                   stack1.pop();
                   stack2.push(data);
               }
           }
           int pop_elem = stack2.top();//弹出元素为stack2的栈顶元素
           stack2.pop();
           return pop_elem;
       }
   
   private:
       stack<int> stack1;
       stack<int> stack2;
   };

python2.7:
对于python来讲，栈就是用list实现的。

class Solution:
       def __init__(self):
           self.stack1 = []
           self.stack2 = []
       def push(self, node):
           # write code here
           self.stack1.append(node)
       def pop(self):
           # return xx
           if len(self.stack2) == 0:
               while self.stack1:
                   self.stack2.append(self.stack1.pop())
           return self.stack2.pop()