数据结构和算法-栈和队列

用栈实现队列

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的支持的所有操作（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。

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。

示例：

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）

class MyQueue:

    def __init__(self):
        """
        Initialize your data structure here.
        """
        self.stack1 = []
        self.stack2 = []

    def push(self, x: int) -> None:
        """
        Push element x to the back of queue.
        """
        self.stack1.append(x)

    def pop(self) -> int:
        """
        Removes the element from in front of queue and returns that element.
        """
        if self.stack2 == []:
            while self.stack1:
                self.stack2.append(self.stack1.pop())
            
            return self.stack2.pop()
        else:
            return self.stack2.pop()

    def peek(self) -> int:
        """
        Get the front element.
        """
        if self.stack2 == []:
            while self.stack1:
                self.stack2.append(self.stack1.pop())
            
            return self.stack2[-1]
        else:
            return self.stack2[-1]


    def empty(self) -> bool:
        """
        Returns whether the queue is empty.
        """
        if self.stack1  == [] and  self.stack2 == []:
            return True
        else:
            return False

总结：

• 栈的特点是LIFO，队列的特点是FIFO；
• 本算法的时间复杂度和空间复杂度都为O(1)；
• 思路：使用两个列表，来表示栈的数据结构，利用pop函数表示出栈，append表示入栈，队列的入栈操作push直接进入stack1，出栈和取顶值时，先判断stack2是否为空栈。