【代码随想录】栈和队列1-基础理论
wbfwonderful Lv4

基础知识

队列是先进先出,栈是先进后出

  • 栈提供 push 和 pop 等接口,所有元素必须符合先进后出规则,所以栈不提供走访功能,也不提供迭代器(iterator)。 不像是 set 或者 map 提供迭代器 iterator 来遍历所有元素。
  • 栈是以底层容器完成其所有的工作,对外提供统一的接口,底层容器是可插拔的(也就是说我们可以控制使用哪种容器来实现栈的功能)。

232.用栈实现队列

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使用两个栈实现先入先出队列。队列应当支持一般队列支持的所有操作(push、pop、peek、empty):

实现 MyQueue 类:

void push(int x) 将元素 x 推到队列的末尾
int pop() 从队列的开头移除并返回元素
int peek() 返回队列开头的元素
boolean empty() 如果队列为空,返回 true ;否则,返回 false

说明:

只能使用标准的栈操作 —— 也就是只有 push to top, peek/pop from top, size, 和 is empty 操作是合法的。你所使用的语言也许不支持栈。你可以使用 list 或者 deque(双端队列)来模拟一个栈,只要是标准的栈操作即可。

思路

使用栈来模拟队列的行为,如果仅仅用一个栈,是一定不行的,所以需要两个栈一个输入栈,一个输出栈,这里要注意输入栈和输出栈的关系。

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class MyQueue:

def __init__(self):
self.in_stack = []
self.out_stack = []

def push(self, x: int) -> None:
self.in_stack.append(x)

def pop(self) -> int:
if len(self.out_stack) == 0:
for i in range(len(self.in_stack)-1, -1, -1):
self.out_stack.append(self.in_stack[i])
self.in_stack.pop(i)

return self.out_stack.pop()


def peek(self) -> int:
if len(self.out_stack) == 0:
for i in range(len(self.in_stack)-1, -1, -1):
self.out_stack.append(self.in_stack[i])
self.in_stack.pop(i)
return self.out_stack[-1]


def empty(self) -> bool:
if len(self.in_stack) == 0 and len(self.out_stack) == 0:
return True
else:
return False

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

注意 list 的 pop 方法,默认是返回并移除最后的元素,如果给一个参数则返回并删除指定 index 位置的元素。而 list 的 remove 方法是删除第一次遇到的指定元素。

225. 用队列实现栈

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使用两个队列实现一个后入先出(LIFO)的栈,并支持普通栈的全部四种操作(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:

你只能使用队列的标准操作 —— 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。

思路

使用一个队列。在模拟栈弹出元素的时候只要将队列头部的元素(除了最后一个元素外) 重新添加到队列尾部,此时再去弹出元素就是栈的顺序了。

Python 中的双端队列为 from collections import deque,常用方法如下:

image

把双端队列当成普通队列来使用,只需要用 append(x)popleft() 即可。

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class MyStack:

def __init__(self):
self.queue = deque()

def push(self, x: int) -> None:
self.queue.append(x)

def pop(self) -> int:
for _ in range(len(self.queue)-1):
temp = self.queue.popleft()
self.queue.append(temp)

return self.queue.popleft()


def top(self) -> int:
for _ in range(len(self.queue)-1):
temp = self.queue.popleft()
self.queue.append(temp)


temp = self.queue.popleft()
self.queue.append(temp)
return temp

def empty(self) -> bool:
if len(self.queue) == 0:
return True
else:
return False


# 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()