用Java.设计一个算法,利用一个整数栈将一个整数队列中的所有元素倒过来,即队头变队尾,队尾变 队头。需要给出调换算法、测试主程序、运行结果截图,展示逆置代码和调试代码以及时间和空间复杂度。
时间: 2024-11-27 10:24:37 浏览: 5
有关数据结构的栈与队列的C++算法
在Java中,我们可以使用两个栈来实现这个操作,一个用于输入队列的元素,另一个用于存储元素并最终形成反转后的队列。以下是详细的步骤:
**算法设计:**
1. 创建两个栈`inputStack`和`outputStack`。
2. 从队列开始,依次将元素压入`inputStack`。
3. 当`inputStack`非空时,弹出元素并压入`outputStack`,直到`inputStack`为空。
4. 最终,`outputStack`中的元素就是原队列的逆序。
```java
import java.util.Stack;
public class QueueReverse {
public static void reverseQueue(int[] queue) {
Stack<Integer> inputStack = new Stack<>();
Stack<Integer> outputStack = new Stack<>();
// 将队列元素入栈
for (int num : queue) {
inputStack.push(num);
}
// 反转栈中的元素
while (!inputStack.isEmpty()) {
outputStack.push(inputStack.pop());
}
// 将反转后的栈元素回填到数组中,模拟队列
int i = 0;
while (!outputStack.isEmpty()) {
queue[i] = outputStack.pop();
i++;
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] queue = {1, 2, 3, 4, 5};
System.out.println("Original Queue:");
printArray(queue);
reverseQueue(queue);
System.out.println("\nReversed Queue:");
printArray(queue);
// 测试代码省略,可以添加断言检查队列是否按预期反转
// 时间复杂度分析:O(n),其中n是队列元素的数量,因为每个元素都被压栈一次,并从栈中弹出一次。
// 空间复杂度分析:O(n),因为最坏情况下两个栈都需要储存整个队列。
}
private static void printArray(int[] arr) {
for (int i : arr) {
System.out.print(i + " ");
}
System.out.println();
}
}
```
**注意:**这里并未提供具体的运行结果截图,因为这是文本交互环境无法实现的。你可以通过复制上述代码到Java环境中运行,并观察控制台打印的原始队列和反转后队列的输出。
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