Day9(栈与队列) | 232.用栈实现队列 225. 用队列实现栈 20. 有效的括号 1047. 删除字符串中的所有相邻重复项

232.用栈实现队列

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。

示例 1：

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

java里面关于栈的方法和相关知识如下:

栈（Stack）

栈是一种后进先出（LIFO, Last In First Out）的数据结构。在Java中，栈并没有直接作为一个单独的类存在，但java.util.Stack类提供了栈的实现。然而，由于Stack类继承自Vector，它实际上并不是处理栈的最佳方式，因为Vector是一个同步的类，这在单线程环境下可能带来不必要的性能开销。因此，更推荐使用Deque（双端队列）接口的实现类（如ArrayDeque）作为栈的替代品，因为它们提供了更灵活且性能更好的栈操作。

栈的主要操作包括：

push(E item)：向栈顶添加一个元素。

pop()：移除栈顶的元素，并返回该元素。

peek()：返回栈顶的元素，但不移除它。

isEmpty()：检查栈是否为空。

使用ArrayDeque作为栈的示例：
Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();  
stack.push(1);  
stack.push(2);  
System.out.println(stack.pop()); // 输出2  
System.out.println(stack.peek()); // 输出1

代码如下:

class MyQueue {

    Stack<Integer> stackIn;
    Stack<Integer> stackOut;

    /** Initialize your data structure here. */
    public MyQueue() {
        stackIn = new Stack<>(); // 负责进栈
        stackOut = new Stack<>(); // 负责出栈
    }
    
    /** Push element x to the back of queue. */
    public void push(int x) {
        stackIn.push(x);
    }
    
    /** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
    public int pop() {    
        dumpstackIn();
        return stackOut.pop();
    }
    
    /** Get the front element. */
    public int peek() {
        dumpstackIn();
        return stackOut.peek();
    }
    
    /** Returns whether the queue is empty. */
    public boolean empty() {
        return stackIn.isEmpty() && stackOut.isEmpty();
    }

    // 如果stackOut为空，那么将stackIn中的元素全部放到stackOut中
    private void dumpstackIn(){
        if (!stackOut.isEmpty()) return; 
        while (!stackIn.isEmpty()){
                stackOut.push(stackIn.pop());
        }
    }
}

225. 用队列实现栈

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：

你只能使用队列的标准操作 —— 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：

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

在java中关于队列的方法和相关知识如下:

队列（Queue）

队列是一种先进先出（FIFO, First In First Out）的数据结构。Java的java.util.Queue接口提供了队列的基本操作。与栈类似，Queue接口有多个实现类，其中最常用的包括LinkedList、ArrayDeque和PriorityQueue。

队列的主要操作包括：

offer(E e)：向队列尾部添加一个元素，如果队列已满，则根据实现类的不同可能返回false（但ArrayDeque和LinkedList的offer方法不会因容量问题返回false，因为它们可以动态扩容）。

poll()：移除并返回队列头部的元素，如果队列为空，则返回null。

peek()：返回队列头部的元素，但不移除它，如果队列为空，则返回null。

isEmpty()：检查队列是否为空。

使用LinkedList作为队列的示例：
Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();  
queue.offer(1);  
queue.offer(2);  
System.out.println(queue.poll()); // 输出1  
System.out.println(queue.peek()); // 输出2
总结来说，在Java中，栈和队列并没有直接作为单独的类存在，但它们的功能通过Deque接口及其实现类（如ArrayDeque）和Queue接口及其实现类（如LinkedList、ArrayDeque）来提供。

代码如下:

class MyStack {
    //q1作为主要的队列，其元素排列顺序和出栈顺序相同
    Queue<Integer> q1 = new ArrayDeque<>();
    //q2仅作为临时放置
    Queue<Integer> q2 = new ArrayDeque<>();

    public MyStack() {

    }
    //在加入元素时先将q1中的元素依次出栈压入q2，然后将新加入的元素压入q1，再将q2中的元素依次出栈压入q1
    public void push(int x) {
        while (q1.size() > 0) {
            q2.add(q1.poll());
        }
        q1.add(x);
        while (q2.size() > 0) {
            q1.add(q2.poll());
        }
    }

    public int pop() {
        return q1.poll();
    }

    public int top() {
        return q1.peek();
    }

    public boolean empty() {
        return q1.isEmpty();
    }
}

20. 有效的括号

给定一个只包括 '('，')'，'{'，'}'，'['，']' 的字符串 s ，判断字符串是否有效。

有效字符串需满足：

左括号必须用相同类型的右括号闭合。
左括号必须以正确的顺序闭合。
每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。

示例 1：

输入：s = "()"
输出：true

示例 2：

输入：s = "()[]{}"
输出：true

示例 3：

输入：s = "(]"
输出：false

括号匹配用栈最好了

代码如下:

class Solution {
    public boolean isValid(String s) {
        Deque<Character> deque = new LinkedList<>();
        char ch;
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            ch = s.charAt(i);
            //碰到左括号，就把相应的右括号入栈
            if (ch == '(') {
                deque.push(')');
            }else if (ch == '{') {
                deque.push('}');
            }else if (ch == '[') {
                deque.push(']');
            } else if (deque.isEmpty() || deque.peek() != ch) {
                return false;
            }else {//如果是右括号判断是否和栈顶元素匹配
                deque.pop();
            }
        }
        //最后判断栈中元素是否匹配
        return deque.isEmpty();
    }

1047. 删除字符串中的所有相邻重复项

给出由小写字母组成的字符串 S，重复项删除操作会选择两个相邻且相同的字母，并删除它们。

在 S 上反复执行重复项删除操作，直到无法继续删除。

在完成所有重复项删除操作后返回最终的字符串。答案保证唯一。

示例：

输入："abbaca"
输出："ca"
解释：
例如，在 "abbaca" 中，我们可以删除 "bb" 由于两字母相邻且相同，这是此时唯一可以执行删除操作的重复项。之后我们得到字符串 "aaca"，其中又只有 "aa" 可以执行重复项删除操作，所以最后的字符串为 "ca"。

时间不够,因此我把代码思路都看明白后,先不自己敲了,后续再敲,今天的题目都比较简单

代码如下:

class Solution {
    public String removeDuplicates(String S) {
        //ArrayDeque会比LinkedList在除了删除元素这一点外会快一点
        //参考：https://stackoverflow.com/questions/6163166/why-is-arraydeque-better-than-linkedlist
        ArrayDeque<Character> deque = new ArrayDeque<>();
        char ch;
        for (int i = 0; i < S.length(); i++) {
            ch = S.charAt(i);
            if (deque.isEmpty() || deque.peek() != ch) {
                deque.push(ch);
            } else {
                deque.pop();
            }
        }
        String str = "";
        //剩余的元素即为不重复的元素
        while (!deque.isEmpty()) {
            str = deque.pop() + str;
        }
        return str;
    }
}

posted @ 2024-07-12 13:35 flydandelion 阅读(32) 评论(0) 收藏举报

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