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PHP實現隊列功能：用兩個棧優化隊列操作的高效方法

gitbox 2025-07-23

引言

隊列是一種廣泛使用的數據結構，遵循先進先出（FIFO）的原則。雖然PHP中數組可實現隊列功能，但直接操作數組可能導致效率降低。本文將講解如何利用兩個棧結構，實現高效的隊列操作，提升程序性能。

棧的基本概念

棧是一種後進先出（LIFO）的數據結構，主要操作包括入棧（push）和出棧（pop）。入棧將元素壓入棧頂，出棧則移除棧頂元素。

兩個棧實現隊列的思路

通過兩個棧實現隊列，一個作為輸入棧負責元素入隊，另一個作為輸出棧負責元素出隊。當輸出棧為空時，將輸入棧中的元素逐個彈出並壓入輸出棧，從而實現先進先出的隊列行為。

入隊操作

入隊操作相對簡單，只需將元素壓入輸入棧即可。

 class Queue {
    private $inputStack = [];
    private $outputStack = [];

    public function enqueue($item) {
        array_push($this->inputStack, $item);
    }
}

出隊操作

出隊操作先判斷輸出棧是否為空，若為空，則將輸入棧的所有元素彈出後壓入輸出棧，再從輸出棧彈出元素；若不為空，直接從輸出棧彈出元素。

 public function dequeue() {
    if (empty($this->outputStack)) {
        while (!empty($this->inputStack)) {
            array_push($this->outputStack, array_pop($this->inputStack));
        }
    }
    if (!empty($this->outputStack)) {
        return array_pop($this->outputStack);
    }
    return null;
}

示例代碼

以下示例展示如何使用兩個棧實現隊列的基本操作：

 $queue = new Queue();
$queue->enqueue(1);
$queue->enqueue(2);
$queue->enqueue(3);
echo $queue->dequeue(); // 輸出1
echo $queue->dequeue(); // 輸出2
echo $queue->dequeue(); // 輸出3

總結

利用兩個棧實現隊列可以有效避免數組頻繁移動帶來的性能問題。入隊操作簡單高效，出隊時通過元素轉移保證了先進先出的特性。雖然需要額外的棧空間，但整體提升了隊列操作的執行效率，尤其適合處理大量數據時的隊列操作需求。

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