【数据结构】 栈与队列的相互实现
文章目录
- 引言
- [队列实现栈](https://leetcode.cn/problems/implement-stack-using-queues/)
-
- 题目描述：
-
- 注意事项：
- 示例与提示：
- 思路解析：
-
- 入栈
- 出栈
- 获取栈顶元素
- 判断是否为空
- 完整代码实现：
- [用栈实现队列](https://leetcode.cn/problems/implement-queue-using-stacks/)
-
- 题目描述
-
- 说明
- 示例
- 解法思路:
- 代码实现
- ⭕总结
引言
队列与栈的操作算法是笔试面试中较为常见的题目。
本文将着重介绍平时面试中常见的关于队列与栈的应用题目，马上要进行秋招了。希望对你们有帮助 _
队列实现栈
题目描述：
请你仅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 。
class MyStack {
public MyStack() {
}
public void push(int x) {
}
public int pop() {
}
public int top() {
}
public boolean empty() {
}
}
/**
* Your MyStack object will be instantiated and called as such:
* MyStack obj = new MyStack();
* obj.push(x);
* int param_2 = obj.pop();
* int param_3 = obj.top();
* boolean param_4 = obj.empty();
*/
注意事项：
-
你只能使用队列的基本操作 —— 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。
示例与提示：
思路解析：
我们用两个队列来实现栈
整体思路为
后面会有每一步的解析
入栈
入栈时：
- 我们队两个队列进行检查，那个队列不为空，我们就把元素放在那个队里
- 若都无元素，则我们让它放在qu1里
实现如下：
public void push(int x) {
if(!qu1.isEmpty()) {
qu1.offer(x);
} else if (!qu2.isEmpty()) {
qu2.offer(x);
}else {
qu1.offer(x);
}
}
出栈
出栈时：
- 我们将不为空的队列出size-1个元素到另一个队列里
- 例如：
- 最后弹出qu1里面元素就好
代码实现如下：
public int pop() {
if(empty()) {
return -1;//两个队列都为空，意味着当前的栈为空
}
if(!qu1.isEmpty()) {
int size = qu1.size();
for (int i = 0; i < size-1; i++) {
//for (int i = 0; i < qu1.size()-1; i++) {
int val = qu1.poll();
qu2.offer(val);
}
return qu1.poll();
}else {
int size = qu2.size();
for (int i = 0; i < size-1; i++) {
int val = qu2.poll();
qu1.offer(val);
}
return qu2.poll();
}
}
获取栈顶元素
与出栈实现方法类似，不同的地方在于
- 获取不是删除，所以需要将不为空的队列元素全部拿到另一个队列里
- 我们在删除时引入了一个val，它每一次回记录一个元素
- 当遍历结束时，val记录的便是栈顶元素
- 所以直接返回val即可
代码实现如下：
public int top() {
if(empty()) {
return -1;//两个队列都为空，意味着当前的栈为空
}
if(!qu1.isEmpty()) {
int size = qu1.size();
int val = -1;
for (int i = 0; i < size; i++) {
val = qu1.poll();
qu2.offer(val);
}
return val;
}else {
int size = qu2.size();
int val = -1;
for (int i = 0; i < size; i++) {
val = qu2.poll();
qu1.offer(val);
}
return val;
}
}
判断是否为空
只要qu1与qu2都为null时，这时候队列就为空
代码实现如下：
public boolean empty() {
return qu1.isEmpty() && qu2.isEmpty();
}
完整代码实现：
class MyStack {
private Queue<Integer> qu1;
private Queue<Integer> qu2;
public MyStack() {
qu1 = new LinkedList<>();
qu2 = new LinkedList<>();
}
public void push(int x) {
if(!qu1.isEmpty()) {
qu1.offer(x);
} else if (!qu2.isEmpty()) {
qu2.offer(x);
}else {
qu1.offer(x);
}
}
public int pop() {
if(empty()) {
return -1;//两个队列都为空，意味着当前的栈为空
}
if(!qu1.isEmpty()) {
int size = qu1.size();
for (int i = 0; i < size-1; i++) {
//for (int i = 0; i < qu1.size()-1; i++) {
int val = qu1.poll();
qu2.offer(val);
}
return qu1.poll();
}else {
int size = qu2.size();
for (int i = 0; i < size-1; i++) {
int val = qu2.poll();
qu1.offer(val);
}
return qu2.poll();
}
}
//peek
public int top() {
if(empty()) {
return -1;//两个队列都为空，意味着当前的栈为空
}
if(!qu1.isEmpty()) {
int size = qu1.size();
int val = -1;
for (int i = 0; i < size; i++) {
val = qu1.poll();
qu2.offer(val);
}
return val;
}else {
int size = qu2.size();
int val = -1;
for (int i = 0; i < size; i++) {
val = qu2.poll();
qu1.offer(val);
}
return val;
}
}
public boolean empty() {
return qu1.isEmpty() && qu2.isEmpty();
}
}
/**
* Your MyStack object will be instantiated and called as such:
* MyStack obj = new MyStack();
* obj.push(x);
* int param_2 = obj.pop();
* int param_3 = obj.top();
* boolean param_4 = obj.empty();
*/
用栈实现队列
题目描述
请你仅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
class MyQueue {
public MyQueue() {
}
public void push(int x) {
}
public int pop() {
}
public int peek() {
}
public boolean empty() {
}
}
/**
* Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
* MyQueue obj = new MyQueue();
* obj.push(x);
* int param_2 = obj.pop();
* int param_3 = obj.peek();
* boolean param_4 = obj.empty();
*/
说明
- 你 只能 使用标准的栈操作 —— 也就是只有 push to top, peek/pop fromtop, 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。
示例
解法思路:
这个实现起来就简单多了
我们同样用两个栈来实现队列
-
入栈的元素全部放入stack1中
-
-
出栈时，检查stack2是否为null，若为null
-
则直接将stack1的元素出栈后入到stack2里
-
然后弹出栈顶元素即可
-
-
获取队列开头元素时，直接获取stck2栈顶元素就好了
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判断是否为null时，只要两个栈都为空，则队列就为null
代码实现
import java.util.Stack;
class MyQueue {
private Stack<Integer> stack1;
private Stack<Integer> stack2;
public MyQueue() {
stack1 = new Stack<>();
stack2 = new Stack<>();
}
public void push(int x) {
stack1.push(x);
}
public int pop() {
if (empty()) {
return -1;
}
if (stack2.empty()) {
while (!stack1.empty()) {
stack2.push(stack1.pop());
}
}
return stack2.pop();
}
public int peek() {
if (empty()) {
return -1;
}
if (stack2.empty()) {
while (!stack1.empty()) {
stack2.push(stack1.pop());
}
}
return stack2.peek();
}
public boolean empty() {
return stack1.empty() && stack2.empty();
}
}
/**
* Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
* MyQueue obj = new MyQueue();
* obj.push(x);
* int param_2 = obj.pop();
* int param_3 = obj.peek();
* boolean param_4 = obj.empty();
*/
⭕总结
关于《【数据结构】 栈与队列的相互实现》就讲解到这儿，感谢大家的支持，欢迎各位留言交流以及批评指正，如果文章对您有帮助或者觉得作者写的还不错可以点一下关注，点赞，收藏支持一下！