Python力扣刷题09-用栈实现队列&用队列实现栈
目录
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- 232.用栈实现队列
- 225. 用队列实现栈
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232.用栈实现队列
题目链接：https://leetcode.cn/problems/implement-queue-using-stacks/
题目描述：使用栈实现队列的下列操作：
push(x) – 将一个元素放入队列的尾部。
pop() – 从队列首部移除元素。
peek() – 返回队列首部的元素。
empty() – 返回队列是否为空。
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）：
案例：
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
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。
- 假设所有操作都是有效的 （例如，一个空的队列不会调用 pop 或者 peek 操作）
实现：
class MyQueue:
def __init__(self):
# in负责push，out负责pop
self.stack_in = []
self.stack_out = []
def push(self, x: int) -> None:
# 新元素进入，向in里面push
self.stack_in.append(x)
def pop(self) -> int:
# 从队列开头移除并返回元素
if self.empty():
return None
if self.stack_out:
return self.stack_out.pop()
else:
for i in range(len(self.stack_in)):
self.stack_out.append(self.stack_in.pop())
return self.stack_out.pop()
def peek(self) -> int:
# 功能同pop函数
ans = self.pop()
self.stack_out.append(ans)
return ans
def empty(self) -> bool:
# 只要in或out有元素，说明队列不为空
return not (self.stack_in or self.stack_out)
# 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()
225. 用队列实现栈
题目链接：https://leetcode.cn/problems/implement-stack-using-queues/
题目描述：使用队列实现栈的下列操作：
- push(x) – 元素 x 入栈
- pop() – 移除栈顶元素
- top() – 获取栈顶元素
- empty() – 返回栈是否为空
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 这些操作是合法的。
- 你所使用的语言也许不支持队列。 你可以使用 list 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。
- 你可以假设所有操作都是有效的（例如, 对一个空的栈不会调用 pop 或者 top 操作）。
案例：
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
实现：
通过两个队列来实现
from collections import deque
class MyStack:
def __init__(self):
"""
Python普通的Queue或SimpleQueue没有类似于peek的功能
也无法用索引访问，在实现top的时候较为困难。
用list可以，但是在使用pop(0)的时候时间复杂度为O(n)
因此这里使用双向队列，我们保证只执行popleft()和append()，因为deque可以用索引访问，可以实现和peek相似的功能
in - 存所有数据
out - 仅在pop的时候会用到
"""
self.queue_in = deque()
self.queue_out = deque()
def push(self, x: int) -> None:
"""
直接append即可
"""
self.queue_in.append(x)
def pop(self) -> int:
"""
1. 首先确认不空
2. 因为队列的特殊性，FIFO，所以我们只有在pop()的时候才会使用queue_out
3. 先把queue_in中的所有元素（除了最后一个），依次出列放进queue_out
4. 交换in和out，此时out里只有一个元素
5. 把out中的pop出来，即是原队列的最后一个
tip：这不能像栈实现队列一样，因为另一个queue也是FIFO，如果执行pop()它不能像
stack一样从另一个pop()，所以干脆in只用来存数据，pop()的时候两个进行交换
"""
if self.empty():
return None
for i in range(len(self.queue_in) - 1):
self.queue_out.append(self.queue_in.popleft())
self.queue_in, self.queue_out = self.queue_out, self.queue_in # 交换in和out，这也是为啥in只用来存
return self.queue_out.popleft()
def top(self) -> int:
"""
1. 首先确认不空
2. 我们仅有in会存放数据，所以返回第一个即可
"""
if self.empty():
return None
return self.queue_in[-1]
def empty(self) -> bool:
"""
因为只有in存了数据，只要判断in是不是有数即可
"""
return len(self.queue_in) == 0
# 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()
优化：通过一个队列来实现
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，此时在去弹出元素就是栈的顺序了
class MyStack:
def __init__(self):
self.que = deque()
def push(self, x: int) -> None:
self.que.append(x)
def pop(self) -> int:
if self.empty():
return None
for i in range(len(self.que)-1):
self.que.append(self.que.popleft())
return self.que.popleft()
def top(self) -> int:
if self.empty():
return None
return self.que[-1]
def empty(self) -> bool:
return not self.que