使用 2 个堆栈进行队列，在 O(1) 中删除答案

【问题标题】：Queue using 2 stacks, deletion in O(1)使用 2 个堆栈进行队列，在 O(1) 中删除
【发布时间】：2012-08-17 03:47:43
【问题描述】：

我在 Java 中使用 2 个堆栈实现了一个队列，我遵循这个算法：

enQueue(x)
将 x 推入 stack1

deQueue()
1) 如果两个堆栈都是空的，则错误。
2) 如果 stack2 为空而 stack1 不为空，则将 stack1 中的所有内容推送到 stack2。
3) 从stack2中弹出元素并返回。

现在，这里的问题是第一个deQueue() 操作非常慢（因为它将所有内容都转移到stack2）。我们可以以某种方式修改算法，使deQueue 始终为 O(1) 吗？还有其他选择吗？

【问题讨论】：

您使用什么数据模型来存储队列？
你已经拥有的是摊销 O(1)。

标签： java algorithm data-structures

【解决方案1】：

您可以交换两个堆栈。

deQueue()

如果两个堆栈都是空的，则错误。
如果 stack2 为空，则 stack1 不为空，交换两个栈。
从 stack2 并返回它。

使用交换，操作总是 O(1)

如果您需要一个 FIFO 队列，请使用两个队列。仅当您需要 LIFO 行为时才使用堆栈。

如果是这样的话，使用一个队列和两个队列没有区别，所以你也可以只使用一个队列。如果您使用线程，请使用包装队列和线程池的 ExecutorService。

【讨论】：

然后enqueue(1); enqueue(2); dequeue() 返回2，不是吗？我希望它返回1。
"将所有内容从 stack1 推送到 stack2。"我假设这意味着一次取一个元素并推送到堆栈 2，这将颠倒堆栈的顺序。
在这种情况下，使用堆栈是没有意义的，因为两个 LIFO 构成一个 FIFO 队列。
我认为这是一个面试问题——我之前至少在一次面试中听过这个问题（但没有 O(1) 限制）

【解决方案2】：

我会咬：为什么不使用双向链表？这应该是 O(1) 推送和 O(1) 弹出。

【讨论】：

请注意，java.util.LinkedList 实现了 Queue 和 Deque 接口。

【解决方案3】：

当我们说first deQueue() operation is very slow (since it transfers everything to stack2).

我假设我们正在谈论这个

2) 如果 stack2 为空而 stack1 不为空，则从 stack1 到 stack2。

我们是否只是以相同的顺序将 stack1 中的所有内容转移到 stack2 中。这将是简单的分配 (stack2=stack1;)，因此是 O(1)。

或者，如果我们说我们需要从 stack1 中逐一弹出所有内容，然后添加到 stack2。我们基本上是在讨论反转一个列表（stack1），并分配给 stack2（我们知道，分配是 O(1)）。有多种很好的算法可以反转列表http://www.codeproject.com/Articles/27742/How-To-Reverse-a-Linked-List-3-Different-Ways。

如果您使用 Java（根据标签），您可以简单地使用 Collections.reverse(arrayList); 来反转列表。

【讨论】：