力扣225题解析：使用队列实现栈的三种解法（Java实现）

引言

在算法和数据结构中，如何用队列实现栈是一个常见的面试题和实际应用问题。本文将探讨力扣上的第225题，通过不同的方法来实现这一功能，并分析各种方法的优劣和适用场景。

问题介绍

力扣225题目要求我们使用队列实现栈的下列操作：

push(x) — 将元素 x 压入栈顶。
pop() — 移除并返回栈顶元素。
top() — 返回栈顶元素。
empty() — 返回栈是否为空。

解法一：使用单个队列

在这种方法中，我们使用一个队列来实现栈的功能。主要思路是在每次push一个元素后，将队列中的所有元素重新排列，使得刚刚push进来的元素位于队列的头部。

class MyStack {
    private Queue<Integer> queue;

    public MyStack() {
        queue = new LinkedList<>();
    }

    public void push(int x) {
        queue.add(x);
        int size = queue.size();
        while (size > 1) {
            queue.add(queue.remove());
            size--;
        }
    }

    public int pop() {
        return queue.remove();
    }

    public int top() {
        return queue.peek();
    }

    public boolean empty() {
        return queue.isEmpty();
    }
}

解法二：使用两个队列

这种方法使用两个队列来实现栈，其中一个队列用于存储元素，另一个队列用于辅助操作。

class MyStack {
    private Queue<Integer> queue1;
    private Queue<Integer> queue2;
    private int top;

    public MyStack() {
        queue1 = new LinkedList<>();
        queue2 = new LinkedList<>();
    }

    public void push(int x) {
        queue2.add(x);
        top = x;
        while (!queue1.isEmpty()) {
            queue2.add(queue1.remove());
        }
        Queue<Integer> temp = queue1;
        queue1 = queue2;
        queue2 = temp;
    }

    public int pop() {
        int popped = queue1.remove();
        if (!queue1.isEmpty()) {
            top = queue1.peek();
        }
        return popped;
    }

    public int top() {
        return top;
    }

    public boolean empty() {
        return queue1.isEmpty();
    }
}

解法三：使用一个队列

这种方法使用一个队列来实现栈，但是要注意每次push操作后都要将队列中的元素重新排列，以保证栈的后进先出特性。

class MyStack {
    private Queue<Integer> queue;
    private int top;

    public MyStack() {
        queue = new LinkedList<>();
    }

    public void push(int x) {
        queue.add(x);
        top = x;
        int size = queue.size();
        while (size > 1) {
            queue.add(queue.remove());
            size--;
        }
    }

    public int pop() {
        int popped = queue.remove();
        if (!queue.isEmpty()) {
            top = queue.peek();
        }
        return popped;
    }

    public int top() {
        return top;
    }

    public boolean empty() {
        return queue.isEmpty();
    }
}