【LeetCode 经典题解】：队列与栈的双向模拟——从原理到代码详解
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🔍系列专栏：Java.数据结构
【前言】
数据结构中，栈（后进先出）和队列（先进先出）特性迥异。本系列聚焦LeetCode经典题：队列实现栈与栈实现队列，剖析如何突破结构限制，实现特性互模拟，助你深入理解两者本质。
文章目录：
一、队列实现栈
1.思路分析
两个队列实现栈，使用LinkedList来模拟队列，因为LinkedList实现了Queue接口，支持队列的标准
入队：统一入到不为空的队列中；出队：将size-1个元素放到另一个队列，出剩下的那一个
2.代码详解
创建q1,q2两个队列，并实例化，因为LinkedList实现了Queue接口
publicQueue<Integer> q1;publicQueue<Integer> q2;publicMyStack(){ q1 =newLinkedList<>(); q2 =newLinkedList<>();}当两个队列都为空时，则栈空
publicbooleanempty(){return q1.isEmpty()&& q2.isEmpty();}2.1 push(int x)
判断q1,q2是否为空，直接添加元素到不为空的那个队列，如果都为空，就添加到q1
publicvoidpush(int x){if(!q1.isEmpty()){ q1.offer(x);}elseif(!q2.isEmpty()){ q2.offer(x);}else{ q1.offer(x);}}2.2 pop()
如果队列都为空，就返回-1。然后分开判断，q1不为空时，将它的size-1个元素转移到q2，然后出剩下的那个元素，q2不为空时，将它的size-1个元素转移到q1，然后出剩下的那个元素
publicintpop(){if(empty()){return-1;}if(!q1.isEmpty()){int size = q1.size();while(size -1!=0){int val = q1.poll(); q2.offer(val); size--;}return q1.poll();}else{int size = q2.size();while(size -1!=0){int val = q2.poll(); q1.offer(val); size--;}return q2.poll();}}2.3 top()
跟pop()一样，需要改变的就是转移元素的个数为·size·，这样转移完成时，载体val中保留的就是最后要获取的那个元素，直接返回就行
publicinttop(){int val =1;if(empty()){return-1;}if(!q1.isEmpty()){int size = q1.size();while(size !=0){ val = q1.poll(); q2.offer(val); size--;}return val;}else{int size = q2.size();while(size !=0){ val = q2.poll(); q1.offer(val); size--;}return val;}}二、栈实现队列
1.思路分析
用两个双端队列Deque当作栈，LinkedList实现了Deque接口（也可以用LinkedList当作栈）
入栈：所有元素先放到第一个栈中；出栈：
1.如果第二个栈为空，就将s1栈中元素放到s2中，这样就会倒过来；
2.如果不为空，直接出s2栈顶元素两个队列都为空，则模拟的栈是空的
2.代码分析
先创建两个栈，然后实例化。LinkedList实现了Deque接口（也可以用LinkedList当作栈）
publicDeque<Integer> s1;publicDeque<Integer> s2;publicMyQueue(){ s1 =newLinkedList<>(); s2 =newLinkedList<>();}当两个栈都为空时，则队列空
publicbooleanempty(){return s1.isEmpty()&& s2.isEmpty();}2.1 push(int x)
直接放到s1中
publicvoidpush(int x){ s1.push(x);}2.2 pop()
先判断栈是否为空，然后当s2为空时，就可以将s1中所有元素，转移过来，然后出s2栈顶元素
publicintpop(){if(empty()){return-1;}if(s2.isEmpty()){while(!s1.isEmpty()){ s2.push(s1.pop());}}return s2.pop();}2.3 peek()
与pop() 一样，转移过来后，获取s2栈顶元素
publicintpeek(){if(empty()){return-1;}if(s2.isEmpty()){while(!s1.isEmpty()){ s2.push(s1.pop());}}return s2.peek();}四、完整代码
1.队列实现栈
publicclassMyStack{publicQueue<Integer> q1;publicQueue<Integer> q2;publicMyStack(){ q1 =newLinkedList<>(); q2 =newLinkedList<>();}publicvoidpush(int x){if(!q1.isEmpty()){ q1.offer(x);}elseif(!q2.isEmpty()){ q2.offer(x);}else{ q1.offer(x);}}publicintpop(){if(empty()){return-1;}if(!q1.isEmpty()){int size = q1.size();while(size -1!=0){int val = q1.poll(); q2.offer(val); size--;}return q1.poll();}else{int size = q2.size();while(size -1!=0){int val = q2.poll(); q1.offer(val); size--;}return q2.poll();}}publicinttop(){int val =1;if(empty()){return-1;}if(!q1.isEmpty()){int size = q1.size();while(size !=0){ val = q1.poll(); q2.offer(val); size--;}return val;}else{int size = q2.size();while(size !=0){ val = q2.poll(); q1.offer(val); size--;}return val;}}publicbooleanempty(){return q1.isEmpty()&& q2.isEmpty();}}2.栈实现队列
publicclassMyQueue{publicDeque<Integer> s1;publicDeque<Integer> s2;publicMyQueue(){ s1 =newLinkedList<>(); s2 =newLinkedList<>();}publicvoidpush(int x){ s1.push(x);}publicintpop(){if(empty()){return-1;}if(s2.isEmpty()){while(!s1.isEmpty()){ s2.push(s1.pop());}}return s2.pop();}publicintpeek(){if(empty()){return-1;}if(s2.isEmpty()){while(!s1.isEmpty()){ s2.push(s1.pop());}}return s2.peek();}publicbooleanempty(){return s1.isEmpty()&& s2.isEmpty();}}三、总结
“队列实现栈”与“栈实现队列”均通过双结构协作+元素转移实现特性突破：前者借两个队列的转移让“先进先出”模拟“后进先出”；后者靠两个栈的分工让“后进先出”模拟“先进先出”。核心收获是理解结构特性的灵活转化——看似对立的栈和队列，可通过逻辑设计实现功能互通。掌握这种思维，能为解决复杂算法问题拓宽思路，助力你在数据结构领域的学习与实践。
