栈,一种数据结构,只能从一端进出,先进后出,操作方式主要有出栈和入栈。在Java中,一般使用Stack(已不推荐)和Deque(双端队列)实现。
Java中的实现类:
Stack:
Stack stack1 = new Stack<>();
相应方法:
push(Element): 把元素压栈
pop(Element): 把元素从栈中弹出
Deque:
Deque stack2 = new LinkedList<>();
Deque stack3 = new ArrayDeque<>();
相应方法:
push(Element) : 把元素压栈
pop(Element): 把元素弹出
addFirst(Element): 等效压栈
removeFirst(Element): 等效弹出
队列,一种数据结构,先进先出,主要类型有三种,单向队列,双端队列,循环队列。
单向队列
双端队列
循环队列
说到循环队列,leetcode也有经典的题目,实现循环队列,leetcode622
主要实现类 ArrayDeque
和1.1栈的实现一样,队列的实现也是用Deque,因为用双端队列可以模拟单向队列,所以单向和双端队列都用ArrqyDeque实现,循环队列的实现可以参考leetcode622.
相应方法
add(Element) : 在队列尾部添加一个元素 offer() 和add一样但返回是否成功
remove(Element): 删除队列中第一个元素 poll() 和remove一样但为null时不会报错
其他常用方法
clear() 清空队列
peek() 获取第一个元素
isEmpty() 是否为空
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 。
注意:
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。
class MyStack {
Deque list1;
Deque list2;
public MyStack() {
list1 = new ArrayDeque<>();
list2 = new ArrayDeque<>();
}
public void push(int x) {
list2.add(x);
while(!list1.isEmpty()){
list2.add(list1.remove());//add poll
}
Deque temp = list1;
list1 = list2;
list2 = temp;
}
public int pop() {
return list1.remove();
}
public int top() {
return list1.peek();
}
public boolean empty() {
return list1.isEmpty();
}
}
本题小结
(1)一个主队列,一个辅助队列,主队列时刻保持最新状态
(2)主队列保持最新就意味着(top/Empty/pop)等操作都对最新的队列即主队列操作
(3)来一个新的元素放到辅助队列,然后把主队列的元素都丢到辅助队列,交换即最新
以题中的案例为例,画出主辅队列的变化:
输入:
["MyStack", "push", "push", "top", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出:
[null, null, null, 2, 2, false]
解释:
MyStack myStack = new MyStack();
myStack.push(1);
myStack.push(2);
myStack.top(); // 返回 2
myStack.pop(); // 返回 2
myStack.empty(); // 返回 False
上图,更容易理解
在2.1中用的是两个队列实现一个栈,题目限定了两个队列,那么用一个队列也是可以的。
class MyStack {
Deque list1;
public MyStack() {
list1 = new ArrayDeque<>();
}
public void push(int x) {
int n = list1.size();
list1.add(x);
for(int i = 0; i < n; i++){
list1.add(list1.remove());
}
}
public int pop() {
return list1.remove();
}
public int top() {
return list1.peek();
}
public boolean empty() {
return list1.isEmpty();
}
}
直接上图
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
说明:
你 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。
class MyQueue {
Deque instack;
Deque outstack;
public MyQueue() {
instack = new LinkedList<>();
outstack = new LinkedList<>();
}
public void push(int x) {
instack.push(x);
}
public int pop() {
if(outstack.isEmpty()){
in2out();
}
return outstack.pop();
}
public int peek() {
if(outstack.isEmpty()){
in2out();
}
return outstack.peek();
}
public boolean empty() {
return instack.isEmpty()&&outstack.isEmpty();
}
public void in2out(){
while(!instack.isEmpty()){
outstack.push(instack.pop());
}
}
}
本题小结
(1)两个栈,主栈和辅栈,辅栈负责向外输出
(2)判空要两个栈都判断
以题中的案例为例,画出主辅栈的变化:
输入:
["MyQueue", "push", "push", "peek", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出:
[null, null, null, 1, 1, false]
解释:
MyQueue myQueue = new MyQueue();
myQueue.push(1); // queue is: [1]
myQueue.push(2); // queue is: [1, 2] (leftmost is front of the queue)
myQueue.peek(); // return 1
myQueue.pop(); // return 1, queue is [2]
myQueue.empty(); // return false
上图
参考来源 【1】leetcode 用队列实现栈 官方解题
【2】leetcode 御三五 【栈】用栈实现队列