题目描述

请用队列实现栈，需要支持如下操作：

• push(x) – 将x入栈；
• pop() – 弹出栈顶元素；
• top() – 返回栈顶元素；
• empty() – 返回栈是否为空；

样例

MyStack stack = new MyStack();

stack.push(1);
stack.push(2);  
stack.top();   // returns 2
stack.pop();   // returns 2
stack.empty(); // returns false

算法

(队列，栈) $O(n)$

我们用一个队列来存储栈中元素。对于栈中的四种操作：

• push(x) – 直接入队；
• pop() – 即需要弹出队尾元素。我们先将队首元素弹出并插入队尾，循环 $n-1$ 次，$n$ 是队列长度。此时队尾元素已经在队首了，直接将其弹出即可；
• top() – 即返回队尾元素。同理，我们先将队首元素弹出并插入队尾，循环 $n-1$ 次，$n$ 是队列长度。此时队尾元素已经在队首了，直接将其返回。不要忘记将其弹出并插入队尾，恢复队列原状；
• empty() – 返回队列是否为空；

时间复杂度分析：push() 和 empty() 均只有一次操作，时间复杂度是 $O(1)$，pop() 和 top() 需要循环 $n$ 次，所以时间复杂度是 $O(n)$。

C++ 代码

class MyStack {
public:
    /** Initialize your data structure here. */
    queue<int> q;
    MyStack() {

    }

    /** Push element x onto stack. */
    void push(int x) {
        q.push(x);
    }

    /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
    int pop() {
        int sz = q.size();
        while (sz -- > 1) q.push(q.front()), q.pop();
        int x = q.front();
        q.pop();
        return x;
    }

    /** Get the top element. */
    int top() {
        int sz = q.size();
        while (sz -- > 1) q.push(q.front()), q.pop();
        int x = q.front();
        q.pop(), q.push(x);
        return x;
    }

    /** Returns whether the stack is empty. */
    bool empty() {
        return q.empty();
    }
};

/**
 * Your MyStack object will be instantiated and called as such:
 * MyStack obj = new MyStack();
 * obj.push(x);
 * int param_2 = obj.pop();
 * int param_3 = obj.top();
 * bool param_4 = obj.empty();
 */