225. 用队列实现栈

请你仅使用两个队列实现一个后入先出（LIFO）的栈，并支持普通队列的全部四种操作（push、top、pop 和 empty）。

实现 MyStack 类：

• void push(int x) 将元素 x 压入栈顶。
• int pop() 移除并返回栈顶元素。
• int top() 返回栈顶元素。
• boolean empty() 如果栈是空的，返回 true ；否则，返回 false 。

注意：

• 你只能使用队列的基本操作 —— 也就是 push to back、peek/pop from front、size 和 is empty 这些操作。
• 你所使用的语言也许不支持队列。 你可以使用 list （列表）或者 deque（双端队列）来模拟一个队列 , 只要是标准的队列操作即可。

示例 1：

输入：
["MyStack", "push", "push", "top", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出：
[null, null, null, 2, 2, false]

解释：
MyStack myStack = new MyStack();
myStack.push(1);
myStack.push(2);
myStack.top(); // 返回 2
myStack.pop(); // 返回 2
myStack.empty(); // 返回 False

提示：

• 1 <= x <= 9
• 最多调用100 次 push、pop、top 和 empty
• 每次调用 pop 和 top 都保证栈不为空

进阶：你能否实现每种操作的均摊时间复杂度为 O(1) 的栈？换句话说，执行 n 个操作的总时间复杂度 O(n) ，尽管其中某个操作可能需要比其他操作更长的时间。你可以使用两个以上的队列。**

解题思路：

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• 使用一个队列，入栈操作时，首先获得入栈前的元素个数 n，然后将元素入队到队列，再将队列中的前 n 个元素（即除了新入栈的元素之外的全部元素）依次出队并入队到队列;
• 此时队列的前端即为新入栈的元素，且队列的前端和后端分别对应栈顶和栈底。

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C++版本

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

    }
    
    /** Push element x onto stack. */
    void push(int x) {
        auto n = q.size();
        q.push(x);
        while(n--){
            q.push(q.front());
            q.pop();
        }
    }
    
    /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
    int pop() {
        auto x = q.front();
        q.pop();
        return x;
    }
    
    /** Get the top element. */
    int top() {
        return q.front();
    }
    
    /** 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();
 */

Python版本

class MyStack:

    def __init__(self):
        """
        Initialize your data structure here.
        """
        self.queue = collections.deque()


    def push(self, x: int) -> None:
        """
        Push element x onto stack.
        """
        n = len(self.queue)
        self.queue.append(x)
        for _ in range(n):
            self.queue.append(self.queue.popleft())


    def pop(self) -> int:
        """
        Removes the element on top of the stack and returns that element.
        """
        return self.queue.popleft()


    def top(self) -> int:
        """
        Get the top element.
        """
        return self.queue[0]


    def empty(self) -> bool:
        """
        Returns whether the stack is empty.
        """
        return not self.queue



# Your MyStack object will be instantiated and called as such:
# obj = MyStack()
# obj.push(x)
# param_2 = obj.pop()
# param_3 = obj.top()
# param_4 = obj.empty()