[每日一題] 第七題：用兩個棧實現佇列

用兩個棧實現一個佇列。佇列的宣告如下，請實現它的兩個函式 appendTail 和 deleteHead ，分別完成在佇列尾部插入整數和在佇列頭部刪除整數的功能。(若佇列中沒有元素，deleteHead 操作返回 -1 )

示例 1：

輸入：
["CQueue","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[3],[],[]]
輸出：[null,null,3,-1]

示例 2：

輸入：
["CQueue","deleteHead","appendTail","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[],[5],[2],[],[]]
輸出：[null,-1,null,null,5,2]

提示：

1 <= values <= 10000
最多會對 appendTail、deleteHead 進行 10000 次呼叫

方法一：雙棧

思路和演算法

維護兩個棧，第一個棧支援插入操作，第二個棧支援刪除操作。

根據棧先進後出的特性，我們每次往第一個棧裡插入元素後，第一個棧的底部是最後插入的元素，子一個棧的頂部元素是下一個待刪除的元素。為了維護佇列先進先出的特性，我們引入第二個棧，用第二個棧維護待刪除的元素，在執行刪除操作的時候我們首先看下第二個棧是否為空，如果未空，我們將第一個棧裡的元素一個個彈出插入到第二個棧裡，這樣第二個棧裡元素的順序就是待刪除的元素的順序，要執行刪除操作的時候我們直接彈出第二個棧的元素返回即可。

成員變數

維護兩個棧 stack1 和 stack2，其中 stack1 支援插入操作，stack2 支援刪除操作

構造方法

初始化 stack1 和 stack2 為空

插入元素

插入元素對應方法 appendTail

stack1 直接插入元素

刪除元素

刪除元素對應方法 deleteHead

如果 stack2 為空，則將 stack1 裡的所有元素彈出插入到 stack2 裡
如果 stack2 仍為空，則返回 -1，否則從 stack2 彈出一個元素並返回

程式碼

class CQueue {
    Deque<Integer> stack1;
    Deque<Integer> stack2;

    public CQueue() {
        stack1 = new LinkedList<Integer>();
        stack2 = new LinkedList<Integer>();
    }

    public void appendTail(int value) {
        stack1.push(value);
    }

    public int deleteHead() {
        // 如果第二個棧為空
        if (stack2.isEmpty()) {
            while (!stack1.isEmpty()) {
                stack2.push(stack1.pop());
            }
        } 
        if (stack2.isEmpty()) {
            return -1;
        } else {
            int deleteItem = stack2.pop();
            return deleteItem;
        }
    }
}

個人理解

個人測試，使用 Stack 也是可以執行成功的，但是 Stack 是 JDK 1.0 的產物，它繼承自 Vector，Vector 都不推薦使用了，所以 Stack 也不被推薦使用了。這點我是不知道的。
Deque：Deque 是繼承自 Queue。Java 中的 Deque，即 “double ended queue” 的縮寫，是 Java 中的雙端佇列集合型別。Deque 具備普通佇列的 FIFO 的功能，同時它也具備了 Stack 的 LIFO 功能，並且保留了 push 和 pop 函式，所以使用起來應該是一點障礙都沒有。
ArrayDeque：是 Deque 介面的一種具體實現，是依賴於可變陣列來實現的。ArrayDeque 沒有容量限制，可根據需求自動進行擴容。ArrayDeque 可以作為棧來使用，效率要高於 Stack。ArrayDeque 也可以作為佇列來使用，效率相較於基於雙向連結串列的 LinkedList 也要更好一些。注意，ArrayDeque 不支援為 null 的元素。
注意宣告時要增加型別 Integert。
測試發現使用 ArrayDeque 也可以。

複雜度分析

時間複雜度：對於插入和刪除操作，時間複雜度均為 O(1)。插入不多說，對於刪除操作，雖然看起來是 O(N) 的時間複雜度，但是仔細考慮下每個元素只會「至多被插入和彈出 stack2 一次」，因此均攤下來每個元素被刪除的時間複雜度仍為 O(1)。
空間複雜度O(N) ：需要使用兩個棧儲存已有的元素。

來源：力扣（LeetCode）
連結：leetcode-cn.com/problems/yong-lian...

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[每日一題] 第七題：用兩個棧實現佇列

方法一：雙棧

程式碼

個人理解

複雜度分析

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