牛客剑指offer刷题队列&栈篇

用栈实现队列

题目

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
LeetCode链接

思路

分别定义一个push栈和一个pop栈，当push元素时，丢到push栈中，当pop和peek时，先判断pop栈是否为空，如果不为空，直接从pop栈中取，如果为空，则需要将push中元素倒入push栈中，以满足队列先进先出性质；

代码实现

  class MyQueue {
        private Stack<Integer> pushStack;
        private Stack<Integer> popStack;

        public MyQueue() {
            pushStack = new Stack<>();
            popStack = new Stack<>();
        }

        public void push(int x) {
            pushStack.push(x);
        }

        public int pop() {
            if (popStack.isEmpty()) {
                while (!pushStack.isEmpty()) {
                    popStack.push(pushStack.pop());
                }
            }
            return popStack.pop();
        }

        public int peek() {
            if (popStack.isEmpty()) {
                while (!pushStack.isEmpty()) {
                    popStack.push(pushStack.pop());
                }
            }
            return popStack.peek();
        }

        public boolean empty() {
            return pushStack.isEmpty() && popStack.isEmpty();
        }
    }

最小栈

题目

请你设计一个 最小栈 。它提供 push ，pop ，top 操作，并能在常数时间内检索到最小元素的栈。
实现 MinStack 类:
MinStack() 初始化堆栈对象。
void push(int val) 将元素val推入堆栈。
void pop() 删除堆栈顶部的元素。
int top() 获取堆栈顶部的元素。
int getMin() 获取堆栈中的最小元素。
LeetCode链接

思路

分别定义两个栈，一个用来存储元素，一个用来存储最小值，当调用push操作时，除了存储元素栈正常添加外，需要判断最小值栈是否为空，如果为空则直接添加元素，如果不为空，则对比添加元素和最小值栈顶元素，存放最小的那个元素，以此保证最小值元素个数和存储元素个数一致，同时也保证最小值元素栈顶永远是当前最小值；

代码实现

/**
     * 实现最小栈
     * 思路 使用两个栈，其中一个栈顶总是记录最小值
     */
 class MinStack {
    private Stack<Integer> pushStack;
    private Stack<Integer> minStack;

    public MinStack() {
        pushStack = new Stack<>();
        minStack = new Stack<>();
    }
    
    public void push(int x) {
      pushStack.push(x);
      if(minStack.isEmpty()){
          minStack.push(x);
      }else{
          minStack.push(Math.min(x,getMin()));
      }
    }
    
    public void pop() {
        pushStack.pop();
        minStack.pop();
    }
    
    public int top() {
       return pushStack.peek();
    }
    
    public int getMin() {
        return minStack.peek();
    }
}

验证栈序列

题目

给定 pushed 和 popped 两个序列，每个序列中的 值都不重复，只有当它们可能是在最初空栈上进行的推入 push 和弹出 pop 操作序列的结果时，返回 true；否则，返回 false 。

示例 1：

输入：pushed = [1,2,3,4,5], popped = [4,5,3,2,1]
输出：true
解释：我们可以按以下顺序执行：
push(1), push(2), push(3), push(4), pop() -> 4,
push(5), pop() -> 5, pop() -> 3, pop() -> 2, pop() -> 1
示例 2：

输入：pushed = [1,2,3,4,5], popped = [4,3,5,1,2]
输出：false
解释：1 不能在 2 之前弹出。
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思路

定义一个栈，遍历pushed数组，将元素push到栈中，当前元素 == popped数组元素时，当前元素出栈，同时popped数组下标+1，直到遍历结束，最后判断栈是否为空；

代码实现

 public boolean validateStackSequences(int[] pushed, int[] popped) {
         Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        int j = 0;
        for (int num : pushed) {
            stack.push(num);
            while (!stack.isEmpty() && stack.peek() == popped[j]) {
                stack.pop();
                j++;
            }
        }
        return stack.isEmpty();
    }

翻转单词序列

题目

你在与一位习惯从右往左阅读的朋友发消息，他发出的文字顺序都与正常相反但单词内容正确，为了和他顺利交流你决定写一个转换程序，把他所发的消息 message 转换为正常语序。

注意：输入字符串 message 中可能会存在前导空格、尾随空格或者单词间的多个空格。返回的结果字符串中，单词间应当仅用单个空格分隔，且不包含任何额外的空格。
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思路

使用stack进行翻转

代码实现

public String reverseMessage(String message) {
        if(message == null){
            return null;
        }
        Stack<String> stack = new Stack<>();
       String[] msg =  message.split(" ");
       for(String str:msg){
           if(!"".equals(str)){
            stack.push(str);
           }
             
          
          
       }
       StringBuilder  sb = new StringBuilder();
       while(!stack.isEmpty()){
           sb.append(stack.pop());
           if(stack.size() != 0){
               sb.append(" ");
           }
       }
       return sb.toString();
    }

滑动窗口最大值

题目

给你一个整数数组 nums，有一个大小为 k 的滑动窗口从数组的最左侧移动到数组的最右侧。你只可以看到在滑动窗口内的 k 个数字。滑动窗口每次只向右移动一位。

返回 滑动窗口中的最大值 。

示例 1：

输入：nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], k = 3
输出：[3,3,5,5,6,7]
解释：
滑动窗口的位置 最大值

---

[1 3 -1] -3 5 3 6 7 3
1 [3 -1 -3] 5 3 6 7 3
1 3 [-1 -3 5] 3 6 7 5
1 3 -1 [-3 5 3] 6 7 5
1 3 -1 -3 [5 3 6] 7 6
1 3 -1 -3 5 [3 6 7] 7
示例 2：

输入：nums = [1], k = 1
输出：[1]
LeetCode链接

思路

滑动窗口最大值

代码实现

public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
        if(nums == null || nums.length == 1){
            return nums;
        }
        //定义结果数组
        int[] result = new int[nums.length - k + 1];
        Deque<Integer> queue = new LinkedList<>();
        //未形成窗口时
        for(int i = 0;i < k;i++){
            //保证队首为滑动窗口最大值
            while(!queue.isEmpty() && queue.peekLast() < nums[i]){
                    queue.removeLast();
            }
            queue.addLast(nums[i]);
        }
        result[0] = queue.peekFirst();
        //形成窗口后
        for(int i = k;i<nums.length;i++){
            if(queue.peekFirst() == nums[i - k]){
                //当最大值移除窗口时，需要从队列中移除
                queue.removeFirst();
            }
            while(!queue.isEmpty() && queue.peekLast() < nums[i]){
                    queue.removeLast();
            }
             queue.addLast(nums[i]);
             result[i-k+1] = queue.peekFirst();
        }
        return result;
    }