队列实现栈&栈实现队列

前言

给你两个栈你如何实现一个队列，给你两个队列你如何实现一个栈。

本文就跟大家分享下这两个问题的解决思路与实现过程，欢迎各位感兴趣的开发者阅读本文。

问题分析

我们先来看下栈与队列的特性：

• 栈：最先加入的元素最后出
• 队列：最先加入的元素最先出

有关栈与队列的详细讲解请移步我的另一篇文章：数据结构:栈与队列

有了栈与队列的理论基础后，我们就可以利用其特性来分析问题了，我们先来看下如何用栈来实现队列：

• 我们的已知条件只有两个栈，将这两个栈进行标识：栈1、栈2
• 执行入队操作时，我们元素放进栈1。
• 执行出队操作时：
  • 把栈1的元素压入栈2
  • 栈2顶部元素出栈

上述思路中，我们用栈1来存储元素，我们知道栈的规则是先进后出，因此我们将栈1的元素压入栈2后，将栈2元素出栈时，刚好符合队列的特性。

接下来，我们来看下如何用队列来实现栈：

• 同样的，我们的已知条件有两个队列，将这两个队列进行标识：队列1，队列2
• 执行入栈操作时，将元素放进队列1
• 执行出栈操作时：
  • 如果队列2为空，我们将队列1中除队首外的元素放进队列2
  • 如果队列2不为空，我们将队列2的元素放进队列1
  • 队列1元素出队

上述思路中，我们将元素都放入了队列1，出栈时，我们只保留队列1的队首元素，其他元素全部放入了队列2，随后将队列2的元素又放回了队列1，最后将队列1的元素出队，经过我们的这番倒腾后，刚好符合了栈的特性。

实现代码

经过上述分析，我们有了实现思路，接下来我们就将上述思路转化为具体的代码，下述代码中将引入我们之前写好的队列与栈的实现代码，对此不了解的开发者请移步我的另外两篇文章：数组实现栈与对象实现栈、队列与双端队列的实现

栈实现队列

• 创建StacksAndQueues类文件，声明解决本文问题所需要的变量

代码语言：javascript复制

// 栈与队列的相关操作
import Stack from "../../StackTest/lib/Stack.ts";
import Queue from "../../QueueTest/lib/Queue.ts";

export default class StacksAndQueues {
    private firstStacks: Stack;
    private secondStacks: Stack;
    private firstQueues: Queue;
    private secondQueues: Queue;

    constructor() {
        this.firstStacks = new Stack();
        this.secondStacks = new Stack();
        this.firstQueues = new Queue();
        this.secondQueues = new Queue();
    }
}

• 实现入队函数

代码语言：javascript复制

    // 入队
    enqueue(key: string | number): void {
        // 入栈1
        this.firstStacks.push(key);
    }

• 实现出队函数

代码语言：javascript复制

    // 出队
    dequeue() {
        while (!this.firstStacks.isEmpty()) {
            this.secondStacks.push(this.firstStacks.pop());
        }
        if (!this.secondStacks.isEmpty()) {
            // 出栈2
            return this.secondStacks.pop();
        }
        return null;
    }

接下来，我们通过一个例子来验证下上述代码能否正常执行：

代码语言：javascript复制

import StacksAndQueues from "./lib/StacksAndQueues.ts";

// 用栈实现队列
const stacksAndQueues = new StacksAndQueues();
stacksAndQueues.enqueue(3);
stacksAndQueues.enqueue(9);
stacksAndQueues.enqueue(12);
console.log("出队", stacksAndQueues.dequeue());
console.log("出队", stacksAndQueues.dequeue());
console.log("出队", stacksAndQueues.dequeue());

队列实现栈

• 实现入栈函数

代码语言：javascript复制

    // 入栈
    stackPush(key: string | number) {
        // 入队1
        this.firstQueues.enqueue(key);
    }

• 实现出栈函数

代码语言：javascript复制

    // 出栈
    stackPop() {
        if (this.firstQueues.isEmpty()) {
            return null;
        }
        // 队列2为空
        if (this.secondQueues.isEmpty()) {
            while (this.firstQueues.size() != 1) {
                // 将队列1除队首外的元素放进队列2
                this.secondQueues.enqueue(this.firstQueues.dequeue());
            }
        }

        // 队列2不为空
        while (!this.secondQueues.isEmpty()) {
            // 将队列2的元素放进队列1
            this.firstQueues.enqueue(this.secondQueues.dequeue());
        }
        // 队列1出队
        return this.firstQueues.dequeue();
    }

接下来，我们通过一个例子来验证下上述代码能否正常执行：

代码语言：javascript复制

// 队列实现栈
stacksAndQueues.stackPush(3);
stacksAndQueues.stackPush(9);
stacksAndQueues.stackPush(12);
console.log("出栈", stacksAndQueues.stackPop());
console.log("出栈", stacksAndQueues.stackPop());
console.log("出栈", stacksAndQueues.stackPop());

代码地址

本文实现代码的完整地址如下：

• StacksAndQueues.ts

队列

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