代码随想录算法训练营第九天(栈与队列篇)|Leetcode232用栈实现队列,Leetcode225用队列实现栈,Leetcode20有效的括号,Leetcode1047删除字符串中的所有相邻重复项

Leetcode 232 用栈实现队列

题目链接: 用栈实现队列

使用两个栈实现一个队列类，要求实现队列的基本功能: (push, peek, pop, and empty)

思路: 首先我们回忆栈与队列的特征。栈先进后出，队列先进先出。为了用栈模拟队列先进先出的特性，我们需要使用两个栈进行操作，分别是出栈 (outStack) 和入栈 (inStack)。当插入元素时，首先将元素插入到入栈中。等要弹出或查看队头元素时，将入栈中的所有元素弹出，并插入到出栈中，从而实现元素顺序的调换。此时出栈栈顶的元素即为模拟的队列的队头元素。

具体代码实现

class MyQueue:

    def __init__(self):
        self.inStack = []
        self.outStack = []

    def push(self, x: int) -> None:
        self.inStack.append(x)

    def pop(self) -> int:  # 此处需要注意，仅当出栈中为空时，才将入栈中所有元素弹出，移动到出栈中。否则会破坏原有元素之间的顺序
        if not self.outStack:
            while self.inStack:
                self.outStack.append(self.inStack.pop())
        return self.outStack.pop()   

    def peek(self) -> int:
        if not self.outStack:
            while self.inStack:
                self.outStack.append(self.inStack.pop())
        return self.outStack[-1]
        

    def empty(self) -> bool:  # 出栈和入栈都为空时，队列为空
        return not self.inStack and not self.outStack

Leetcode 225 用队列实现栈

题目链接: 用队列实现栈

仅使用一个队列，模拟栈的基本操作(push, top, pop, and empty)

思路: 用队列模拟栈与用栈模拟队列的思路有所不同，由于只有一个队列，我们可以用环形队列模拟栈的操作，即将队首的元素取出后，重新插入队尾。

class MyStack:

    def __init__(self):
        from collections import deque
        self.size = 0  # 维护栈大小
        self.myqueue = deque()


    def push(self, x: int) -> None:
        self.myqueue.append(x)
        self.size += 1


    def pop(self) -> int:
        for i in range(self.size-1):  # 将前(size-1)个元素从队头移动到队尾，随后将最后一个元素移出队列，模拟出栈操作
            self.myqueue.append(self.myqueue.popleft())

        target = self.myqueue.popleft()
        self.size -= 1
        return target


    def top(self) -> int:
        for i in range(self.size-1):
            self.myqueue.append(self.myqueue.popleft())

        target = self.myqueue.popleft()
        self.myqueue.append(target)
        return target


    def empty(self) -> bool:
        return self.size == 0

Leetcode 20 有效的括号

题目链接: 有效的括号

给定一个仅包含以下字符('(', ')', '[', ']', '{', '}')的字符串 s，判断括号是否有效匹配。

要求：左括号必须匹配同类型的右括号，且左括号必须按照正确的顺序匹配右括号，而对于右括号，也必须存在相应的左括号与其匹配，如"()" 和 "()[]{}" 是有效的括号字符串，但 "(]" 和 "([)]" 不是。

思路: 该问题符合栈 先进后出 的特性，非常适合利用栈求解。我们可以遍历字符串，在遇到左括号时将左括号入栈，随后在遇到右括号时判断栈顶括号是否匹配。

具体代码实现

class Solution:
    def isValid(self, s: str) -> bool:
        myStack = []
        mapping = {')': '(', '}': '{', ']': '['}

        for ch in s:
            if ch in mapping:
                top_element = myStack.pop() if myStack else '#'
                if mapping[ch] != top_element:
                    return False

            else:
                myStack.append(ch)

        return not myStack

Leetcode 1047 删除字符串中所有的相邻重复

题目链接: 删除字符串中所有的相邻重复
给定一个字符串，要求删除该字符串中所有出现的相邻重复元素。如对于字符串 "abbaxa"，首先删去相邻重复元素 "bb"，剩下 "aaxa"，随后又删去相邻重复元素 "aa"，得到最终结果 "xa"

思路: 该题目的特性符合栈 后入先出 的特性，与上一题类似，同样适合使用栈解决。遍历字符串中所有元素，比较当前元素和栈顶元素，若相同则弹出栈顶元素，若不同则压入栈中，最后将栈中元素拼接成字符串返回即可

具体代码实现:

class Solution:
    def removeDuplicates(self, s: str) -> str:
        myStack = []

        for ch in s:
            if myStack and myStack[-1] == ch:
                while myStack and myStack[-1] == ch:
                    myStack.pop()

            else:
                myStack.append(ch)

        result = []
        while myStack:
            result.append(myStack.pop())

        return ''.join(result)[::-1]