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PHP实现队列功能：用两个栈优化队列操作的高效方法

gitbox 2025-07-23

引言

队列是一种广泛使用的数据结构，遵循先进先出（FIFO）的原则。虽然PHP中数组可实现队列功能，但直接操作数组可能导致效率降低。本文将讲解如何利用两个栈结构，实现高效的队列操作，提升程序性能。

栈的基本概念

栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，主要操作包括入栈（push）和出栈（pop）。入栈将元素压入栈顶，出栈则移除栈顶元素。

两个栈实现队列的思路

通过两个栈实现队列，一个作为输入栈负责元素入队，另一个作为输出栈负责元素出队。当输出栈为空时，将输入栈中的元素逐个弹出并压入输出栈，从而实现先进先出的队列行为。

入队操作

入队操作相对简单，只需将元素压入输入栈即可。

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

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

出队操作

出队操作先判断输出栈是否为空，若为空，则将输入栈的所有元素弹出后压入输出栈，再从输出栈弹出元素；若不为空，直接从输出栈弹出元素。

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;
}

示例代码

以下示例展示如何使用两个栈实现队列的基本操作：

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

总结

利用两个栈实现队列可以有效避免数组频繁移动带来的性能问题。入队操作简单高效，出队时通过元素转移保证了先进先出的特性。虽然需要额外的栈空间，但整体提升了队列操作的执行效率，尤其适合处理大量数据时的队列操作需求。

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