栈与队列简单1 种解法

#232用栈实现队列

只使用栈的标准操作，实现先进先出的队列接口。

#栈#队列#设计#摊还分析

原题

请你仅使用两个栈实现先入先出队列。队列应当支持一般队列支持的所有操作（push、pop、peek、empty）：

实现 MyQueue 类：

void push(int x) 将元素 x 推到队列的末尾
int pop() 从队列的开头移除并返回元素
int peek() 返回队列开头的元素
boolean empty() 如果队列为空，返回 true ；否则，返回 false

说明：

你只能使用标准的栈操作 —— 也就是只有 push to top, peek/pop from top, size, 和 is empty 操作是合法的。
你所使用的语言也许不支持栈。你可以使用 list 或者 deque（双端队列）来模拟一个栈，只要是标准的栈操作即可。

示例 1：

输入：
["MyQueue", "push", "push", "peek", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出：
[null, null, null, 1, 1, false]

解释：
MyQueue myQueue = new MyQueue();
myQueue.push(1); // queue is: [1]
myQueue.push(2); // queue is: [1, 2] (leftmost is front of the queue)
myQueue.peek(); // return 1
myQueue.pop(); // return 1, queue is [2]
myQueue.empty(); // return false

提示：

1 <= x <= 9
最多调用 100 次 push、pop、peek 和 empty
假设所有操作都是有效的（例如，一个空的队列不会调用 pop 或者 peek 操作）

进阶：

你能否实现每个操作均摊时间复杂度为 O(1) 的队列？换句话说，执行 n 个操作的总时间复杂度为 O(n) ，即使其中一个操作可能花费较长时间。

查看原题

解题主线

输入栈负责接收；输出栈为空时一次性倒入全部元素，最早元素随即位于输出栈顶。

解法 1：输入栈 + 输出栈

push 写入输入栈；pop/peek 通过按需搬运后的输出栈完成。

时间复杂度： push O(1)，pop/peek 摊还 O(1)，单次最坏 O(n)
空间复杂度： O(n)

JAVA

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;

final class MyQueue {
    private final Deque<Integer> input = new ArrayDeque<>();
    private final Deque<Integer> output = new ArrayDeque<>();

    public void push(int x) {
        input.push(x);
    }

    public int pop() {
        // 仅在输出栈为空时搬运，避免破坏尚未出队元素的顺序
        moveIfNeeded();
        return output.pop();
    }

    public int peek() {
        moveIfNeeded();
        return output.element();
    }

    public boolean empty() {
        // 两个栈都为空才表示队列中没有元素
        return input.isEmpty() && output.isEmpty();
    }

    private void moveIfNeeded() {
        if (output.isEmpty()) {
            // 整体倒栈后，最早入队的元素位于输出栈顶
            while (!input.isEmpty()) output.push(input.pop());
        }
    }
}

边界与易错点

输出栈非空时不能再次倒入，否则会破坏现有出队顺序。
每个元素最多进入、离开两个栈各一次，因此操作是摊还 O(1)。

整理来源

由旧仓库源码复核、去重并整理；展示代码已按 Java 21 语义修正明显问题。

easy/Q232_stackToQueue.java