232. Implement Queue using Stacks
문제
Implement a first in first out (FIFO) queue using only two stacks. The implemented queue should support all the functions of a normal queue (push
, peek
, pop
, and empty
).
Implement the MyQueue class:
- void push(int x) Pushes element x to the back of the queue.
- int pop() Removes the element from the front of the queue and returns it.
- int peek() Returns the element at the front of the queue.
- boolean empty() Returns true if the queue is empty, false otherwise.
Notes:
- You must use only standard operations of a stack, which means only
push to top
,peek/pop from top
,size
, andis empty
operations are valid. - Depending on your language, the stack may not be supported natively. You may simulate a stack using a list or deque (double-ended queue) as long as you use only a stack's standard operations.
Follow-up: Can you implement the queue such that each operation is amortized time complexity? In other words, performing n operations will take overall time even if one of those operations may take longer.
예제 입출력
["MyQueue", "push", "push", "peek", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
Output
[null, null, null, 1, 1, false]
Explanation
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
info
You can read the full description here.
풀이 1
접근법
- 스택은 리스트를 이용합니다.
- 스택 a를 주요 저장 공간으로, 스택 b를 임시 저장 공간으로 활용합니다.
- pop이나 peek 연산 시 a에서 마지막 값이 나올 때까지 값을 빼서 b로 옮깁니다.
구현 코드
from queue import Queue
class MyQueue:
def __init__(self):
self.a, self.b = [], []
return
def push(self, x: int) -> None:
self.a.append(x)
return
def pop(self) -> int:
while (len(self.a) > 1):
self.b.append(self.a.pop())
res = self.a.pop()
while (len(self.b) > 0):
self.a.append(self.b.pop())
return res
def peek(self) -> int:
while (len(self.a) > 1):
self.b.append(self.a.pop())
res = self.a.pop()
self.a.append(res)
while (len(self.b) > 0):
self.a.append(self.b.pop())
return res
def empty(self) -> bool:
return len(self.a) == 0
책에 있는 풀이
info
원본 코드는 여기에서 확인하실 수 있습니다.
풀이 2
접근법
- input용 스택, output용 스택을 따로 관리합니다.
- peek 연산이 output스택을 모두 준비시키고 마지막 인덱스 값을 조회하도록 관리합니다.
- peek 연산에서 output이 비었을 경우 채우기 위해 이 걸리지만, 한 번 output 배열을 채워두면 이후 n개의 원소에 대해서는 로 pop, peek이 가능하기 때문에, 분할 상환 분석에 따른 시간복잡도는 입니다.
구현 코드
class MyQueue:
def __init__(self):
self.input = []
self.output = []
def push(self, x):
self.input.append(x)
def pop(self):
self.peek()
return self.output.pop()
def peek(self):
# output이 없으면 모두 재입력
if not self.output:
while self.input:
self.output.append(self.input.pop())
return self.output[-1]
def empty(self):
return self.input == [] and self.output == []