算法刷题篇——栈与队列

栈与队列

剑指 Offer 09. 用两个栈实现队列

用两个栈实现一个队列。队列的声明如下，请实现它的两个函数 appendTail 和 deleteHead ，分别完成在队列尾部插入整数和在队列头部删除整数的功能。(若队列中没有元素，deleteHead 操作返回 -1 )

示例 1：
输入：

["CQueue","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[3],[],[]]
输出：[null,null,3,-1]

示例 2：
输入：

["CQueue","deleteHead","appendTail","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[],[5],[2],[],[]]
输出：[null,-1,null,null,5,2]

实现思路： 因为栈是 先入后出，利用两个栈，一个栈in进行存储输入数据模拟队列的数据输入，另一个栈out用来放置栈in的pop()操作来模拟队列数据的先进先出的模式，具体代码如下。

class CQueue {
public:
    stack<int> in;
    stack<int> out;
    CQueue() {
        
    }
    void appendTail(int value) {
        in.push(value);//将添加的数据不断压入栈in中
    }
    
    int deleteHead() {
        if(in.empty()){
            return -1;//若栈in为空，则无头部数据删除，返回-1
        }
        while(!in.empty()){
            out.push(in.top());//将栈in的数据压入栈out中，此时栈in的栈底数据变成了栈out的栈顶数据，这样就模拟了队列先入先出的模式
            in.pop();
        }
        int res=out.top();//删除头部数据
        out.pop();//这一步不能少，否则删除的数据无变化
        while(!out.empty()){
            in.push(out.top());//将删除栈顶后的数据再次压入栈in中，此时栈in的数据就是删除头部数据后的形式
            out.pop();
        }
        return res;//返回删除的头部数据
    }
};

剑指 Offer 30. 包含min函数的栈

定义栈的数据结构，请在该类型中实现一个能够得到栈的最小元素的 min 函数在该栈中，调用 min、push 及 pop 的时间复杂度都是 O(1)。

示例:

MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.min();   --> 返回 -3.
minStack.pop();
minStack.top();      --> 返回 0.
minStack.min();   --> 返回 -2.

思路：设置一个辅助栈并且压入一个最大值进行比较，每当向x_stack栈中push一个数据时，拿这个数据与辅助站中的值作比较，将小的数据压入栈中，这样子不断进行push和比较，当push最后一个数时，辅助栈的栈顶就是push数据中的最小的数据，具体代码如下

class MinStack {
public:
    stack<int> x_stack;
    stack<int> min_stack;
    MinStack() {
        min_stack.push(INT_MAX);
    }
    void push(int x) {
        x_stack.push(x);
        min_stack.push(::min(min_stack.top(), x));//用::min是因为MinStack类中已经包含有min函数，而我们调用的是标准库中的min函数，故需要用::min()
    }
    void pop() {
        x_stack.pop();
        min_stack.pop();
    }
    int top() {
        return x_stack.top();
    }
    
    int min() {
        return min_stack.top();
    }
};