題目

棧和佇列是常見的資料結構，棧的特點是 先進後出，而佇列的特點是 先進先出。

請使用 棧 模擬實現佇列的下列操作：

• push(x) -- 將元素 x 推到佇列的末尾
• pop() -- 從佇列的開頭移除並返回元素
• peek() -- 返回佇列開頭的元素
• empty() -- 判斷佇列是否為空

說明：

• 可以用 列表list 來模擬棧，但只允許使用棧的基本操作。
• 假設每次呼叫 pop 和 peek 都能保證佇列不為空。

實現思路1

• 使用兩個棧，一個作為輸入棧 stack1 ，另一個作為輸出棧 stack2
• 每次 push 入隊操作，直接把 待入隊的新元素 入棧到 stack1 即可
• 每次 pop 出隊操作，stack2的棧頂就相當於佇列的隊頭，直接從 stack2 彈出棧頂元素即可，如果 stack2 為空，那麼就把 stack1 的所有元素匯入到 stack2 中，最後再從 stack2 彈出資料
• 每次 peek 獲取隊頭元素操作，可以複用出隊操作的實現，從而拿到佇列開頭的元素
• 每次 empty 操作，則需判斷 stack1 和 stack2 是否都為空

程式碼實現1

class MyQueue:

    def __init__(self):
        self.stack1 = []  # 輸入棧
        self.stack2 = []  # 輸出棧

    def push(self, x):
        self.stack1.append(x)

    def pop(self):
        if self.stack2 == []:
            while self.stack1:
                self.stack2.append(self.stack1.pop())
        return self.stack2.pop()

    def peek(self):
        tmp = self.pop()
        self.stack2.append(tmp)
        return tmp

    def empty(self):
        return self.stack1 == [] and self.stack2 == []
 

實現思路2

• 使用兩個棧，一個作為輔助棧 stack1 ，另一個作為存放佇列元素的棧 stack2
• 每次 push 入隊操作，需先把 stack2 中全部元素匯入到 stack1 ，接著把 待入隊的新元素 入棧到 stack1 ，最後把 stack1 中全部元素匯入到 stack2，這樣一來，stack2的棧頂就相當於佇列的隊頭
• 每次 pop 出隊操作，直接從 stack2 彈出棧頂元素
• 每次 peek 獲取隊頭元素操作，直接從 stack2 獲取棧頂元素
• 每次 empty 操作，則只需判斷 stack2 是否為空

程式碼實現2

class MyQueue:

    def __init__(self):
        self.stack1 = []  # 輔助棧
        self.stack2 = []  # 存放佇列元素

    def push(self, x):
        while self.stack2:
            self.stack1.append(self.stack2.pop())
        self.stack1.append(x)
        while self.stack1:
            self.stack2.append(self.stack1.pop())

    def pop(self):
        return self.stack2.pop()

    def peek(self):
        return self.stack2[-1]

    def empty(self):
        return self.stack2 == []