算法导论-两个栈实现队列


用两个栈实现队列,并分析相关队列操作的运行时间。

  • 单栈push和pop的运行时间都为O(1),所以需要考虑的就是两个栈之间切换所用时间。
  • 最坏情况:在push和pop交替操作时,需要将一个栈中的数据转移到另一个栈中,转移所用时间为O(n),n为当前栈中元素个数。
  • 最好情况:用flag记录上一次是push还是pop,如果和当前操作一致,则直接操作对应的栈,时间复杂度为O(1)。
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    package main

    const maxSize = 10

    type StackDeque struct {
    pushStack *Stack
    popStack *Stack
    flag bool // true in push,false in pop
    }

    func (s *StackDeque) exchange(from, to *Stack) {
    to.Clean()
    for true {
    if v, ok := from.Pop(); ok {
    to.Push(v)
    } else {
    break
    }
    }
    s.flag = !s.flag
    }

    func (s *StackDeque) Push(val int) bool {
    if !s.flag { // 当前在pop栈
    s.exchange(s.popStack, s.pushStack)
    }
    return s.pushStack.Push(val)
    }

    func (s *StackDeque) Pop() (int, bool) {
    if s.flag {
    s.exchange(s.pushStack, s.popStack)
    }
    return s.popStack.Pop()
    }

    // ----------------实现栈开始----------------
    type Stack struct {
    arr [maxSize]int
    size int
    }

    func (s *Stack) isFull() bool {
    if s.size == maxSize {
    return true
    }
    return false
    }

    func (s *Stack) isEmpty() bool {
    if s.size == 0 {
    return true
    }
    return false
    }

    func (s *Stack) Push(val int) bool {
    if s.isFull() {
    return false
    }
    s.arr[s.size] = val
    s.size++
    return true
    }

    func (s *Stack) Pop() (int, bool) {
    if s.isEmpty() {
    return 0, false
    }
    val := s.arr[s.size-1]
    s.size--
    return val, true
    }

    func (s *Stack) Clean() {
    s.size = 0
    }

    // ----------------实现栈结束----------------

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