栈和队列（Java）

栈和队列（Java）

1、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 )

原题链接：https://leetcode.cn/problems/yong-liang-ge-zhan-shi-xian-dui-lie-lcof

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]

提示：

1 <= values <= 10000
最多会对 appendTail、deleteHead 进行 10000 次调用

题目解读：

使用两个栈（后进先出）实现队列（先进先出）的功能，CQueue表示创建一个新的队列

思路：

Java中实现栈的功能需要使用LinkedList，LinkedList中有pop方法类似出栈的实现，栈实现队列，仅需使用两个栈，将数据存入栈1后再取出存入栈2，此时从栈2取出的数据即为先放进栈1的数据。

实现代码：（题解中复制）

class CQueue {

    LinkedList stack1;
    LinkedList stack2;

    public CQueue() {
        stack1 = new LinkedList();
        stack2 = new LinkedList();
    }
    
    public void appendTail(int value) {
        stack1.add(value);
    }
    
    public int deleteHead() {
        if(stack2.isEmpty()){
            if(stack1.isEmpty()){
                return -1;
            }
            while(!stack1.isEmpty()){
                stack2.add(stack1.pop());
            }
            return stack2.pop();
        }else {
            return stack2.pop();
        }
    }
}

测试结果：

输入
["CQueue","appendTail","deleteHead","deleteHead","deleteHead"]
[[],[3],[],[],[]]

输出
[null,null,3,-1,-1]

预期结果
[null,null,3,-1,-1]

2、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)。

原题链接：https://leetcode.cn/problems/bao-han-minhan-shu-de-zhan-lcof

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.

提示：

各函数的调用总次数不超过 20000 次

题目解读：

题目中的min方法返回当前栈中的最小元素值，push方法是往栈中存元素，pop方法是将栈顶元素移除，top方法是返回当前栈顶元素

思路：

此题功能可通过两个栈辅助实现，栈一用于存取正常数据，栈二的栈顶用于存放栈一的最小元素。当新元素插入时，需判断栈二栈顶元素与新元素的大小，若栈顶元素大于等于新元素，则将该新元素也存入栈二，如此一来，栈二栈顶永远存放着栈一的最小元素，出现重复最小值时，也存入了栈二，可防止删除重复最小值时最小元素出现变化的问题。

实现代码：

class MinStack {

    LinkedList stack1;
    LinkedList stack2;

    /** initialize your data structure here. */
    public MinStack() {
        stack1 = new LinkedList<>();
        stack2 = new LinkedList<>();
    }
    
    public void push(int x) {
        stack1.add(x);
        if(stack2.isEmpty()){
            stack2.add(x);
        }else {
            if(stack2.getLast() >= x){
                stack2.add(x);
            }
        }
    }

    public void pop() {
        if(stack1.getLast().equals(stack2.getLast())){
            stack1.removeLast();
            stack2.removeLast();
        }else{
            stack1.removeLast();
        }
    }

    public int top() {
        return stack1.getLast();
    }

    public int min() {
        return stack2.getLast();
    }
}

测试结果：（执行用时12ms，内存消耗43.7 MB）

输入
["MinStack","push","push","push","min","pop","top","min"]
[[],[-2],[0],[-3],[],[],[],[]]
输出
[null,null,null,null,-3,null,0,-2]
预期结果
[null,null,null,null,-3,null,0,-2]

注：LinkedList的pop()方法功能类似removeFirst()，是取出链表中的首元素，而不是尾元素，模拟栈取出栈顶元素的方法应该是取出尾元素，应使用removeLast()方法。