剑指Offer面试题：6.用两个栈实现队列
一、题目：用两个栈实现队列
题目：用两个栈实现一个队列。队列的声明如下，请实现它的两个函数appendTail和deleteHead，分别完成在队列尾部插入结点和在队列头部删除结点的功能。
原文是使用C++结合模板实现的定义，这里我们采用C#结合泛型来实现这个队列的定义，我们要实现的就是两个方法：AppendTail与DeleteHead
public class CQueue<T> { private Stack<T> stack1; private Stack<T> stack2; public CQueue() { this.stack1 = new Stack<T>(); this.stack2 = new Stack<T>(); } public void AppendTail(T item) { } public T DeleteHead() { } }
二、解题思路
一个队列包含了两个栈stack1和stack2，因此这道题的意图是要求我们操作这两个“先进后出”的栈实现一个“先进先出”的队列CQueue。对于两个栈而言，对于插入操作，不妨假设都先插入到stack1，也就实现了入队操作。但是出队操作，则需要借助stack2的过渡：
当stack2中不为空时，在stack2中的栈顶元素是最先进入队列的元素，可以弹出。如果stack2为空时，我们把stack1中的元素逐个弹出并压入stack2。由于先进入队列的元素被压到stack1的底端，经过弹出和压入之后就处于stack2的顶端了，又可以直接弹出。下图展示了一个使用两个栈实现队列的实例：
三、解决问题
3.1 代码实现
public void AppendTail(T item) { stack1.Push(item); } public T DeleteHead() { if(stack2.Count <= 0) { while(stack1.Count > 0) { T item = stack1.Pop(); stack2.Push(item); } } if(stack2.Count == 0) { throw new Exception("The queue is empty!"); } T head = stack2.Pop(); return head; }
借用作者的话：本题解法的代码虽然只有只有20几行代码，但形成正确的思路却不容易。
3.2 单元测试
（1）往空的队列里添加、删除元素
[TestMethod] public void CQueueTest1() { CQueue<char> queue = new CQueue<char>(); queue.AppendTail('a'); queue.AppendTail('b'); queue.AppendTail('c'); char head = queue.DeleteHead(); Assert.AreEqual(head, 'a'); } [TestMethod] public void CQueueTest2() { CQueue<char> queue = new CQueue<char>(); queue.AppendTail('a'); queue.AppendTail('b'); queue.AppendTail('c'); char head = queue.DeleteHead(); head = queue.DeleteHead(); Assert.AreEqual(head, 'b'); }
（2）往非空的队列里添加、删除元素
[TestMethod] public void CQueueTest3() { CQueue<char> queue = new CQueue<char>(); queue.AppendTail('a'); queue.AppendTail('b'); queue.AppendTail('c'); char head = queue.DeleteHead(); head = queue.DeleteHead(); queue.AppendTail('d'); head = queue.DeleteHead(); Assert.AreEqual(head, 'c'); } [TestMethod] public void CQueueTest4() { CQueue<char> queue = new CQueue<char>(); queue.AppendTail('a'); queue.AppendTail('b'); queue.AppendTail('c'); char head = queue.DeleteHead(); head = queue.DeleteHead(); queue.AppendTail('d'); head = queue.DeleteHead(); queue.AppendTail('e'); head = queue.DeleteHead(); Assert.AreEqual(head, 'd'); }
（3）连续删除元素直至队列为空
[TestMethod] public void CQueueTest5() { CQueue<char> queue = new CQueue<char>(); queue.AppendTail('a'); queue.AppendTail('b'); queue.AppendTail('c'); char head = queue.DeleteHead(); head = queue.DeleteHead(); queue.AppendTail('d'); head = queue.DeleteHead(); queue.AppendTail('e'); head = queue.DeleteHead(); head = queue.DeleteHead(); Assert.AreEqual(head, 'e'); }
单元测试的结果如下图所示：
代码覆盖率结果如下图所示，可以看到，还需要继续增加测试用例才能使得覆盖率达到100%：
正文到此结束
