第一天 栈与队列 (简单)
来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/yong-liang-ge-zhan-shi-xian-dui-lie-lcof
题目
用两个栈实现一个队列。队列的声明如下,请实现它的两个函数 appendTail
和 deleteHead
,分别完成在队列尾部插入整数和在队列头部删除整数的功能。(若队列中没有元素,deleteHead
操作返回 -1
)。
示例 1:
输入:
["CQueue","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[3],[],[]]
输出:[null,null,3,-1]
示例 2:
输入:
["CQueue","deleteHead","appendTail","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[],[5],[2],[],[]]
输出:[null,-1,null,null,5,2]
提示:
1 <= values <= 10000
最多会对 appendTail、deleteHead 进行 10000 次调用
解题思路:
难点
:花 5 分钟才看懂题目的输入。。。
- 首先,我们要知道队列的特性是
先进先出
,只能在队头做删除操作;而栈的特性是先进后出
,只能在一端(称为栈顶 (top) )对数据项进行插入和删除。 - 我们要做到的是,队列队头(即栈底)做删除操作,队列队尾(即栈顶)做插入操作。
- 因为 Stack 类中有
push()
方法,用栈实现尾部插入整数很简单,但要模拟在队列头部删除整数的功能,在同一个栈是做不到的,所以这里需要两个栈来模拟队列。
以下是 Stack 类的一些方法:
方法 | 方法描述 |
---|---|
boolean empty() | 测试堆栈是否为空。 |
Object peek( ) | 查看堆栈顶部的对象,但不从堆栈中移除它。 |
Object pop( ) | 移除堆栈顶部的对象,并作为此函数的值返回该对象。 |
Object push(Object element) | 把项压入堆栈顶部。 |
辅助栈 stack2(存储待删除的元素):将 stack1 的元素一个个弹出插入到 stack2,此时 stack1 底部的元素就到了 stack2 的栈顶(倒序),stack2 调用pop()
方法即可实现删除头部整数。
CQueue
(初始化):两个栈的初始化。
appendTail
(在队列尾部插入整数即 stack1 入栈):直接向 stack1 插入。
deleteHead
(在队列头部删除整数即 stack2 出栈):
- 如果 stack1、stack2 都为空,则直接返回 -1,否则 stack1、stack2 必有一个不为空。
- 如果只有 stack2 为空,将 stack1 的元素一个个弹出插入到 stack2
- 到了第三步,经过一二步骤的判断,此时 stack2 里不为空,我们直接再弹出 stack2 栈顶元素。
代码
class CQueue {
// 题目说了 两个栈 stack1 存储元素,方便尾部插入,stack2 存储队列的倒序,方便删除
private Stack<Integer> stack1, stack2;
// 初始化
public CQueue() {
stack1 = new Stack<>();
stack2 = new Stack<>();
}
// stack1 存储元素
public void appendTail(int value) {
stack1.push(value);
}
// 移除元素
public int deleteHead() {
// 两个栈为空
if(stack1.empty() && stack2.empty()){
return -1;
}
// stack1 不为空
if(stack2.empty()){
while(!stack1.empty()){
stack2.push(stack1.pop());
}
}
return stack2.pop();
}
}
/**
* Your CQueue object will be instantiated and called as such:
* CQueue obj = new CQueue();
* obj.appendTail(value);
* int param_2 = obj.deleteHead();
*/
来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/bao-han-minhan-shu-de-zhan-lcof
题目
定义栈的数据结构,请在该类型中实现一个能够得到栈的最小元素的 min
函数在该栈中,调用 min
、push
及 pop
的时间复杂度都是 O(1)
。
示例:
MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.min(); --> 返回 -3.
minStack.pop();
minStack.top(); --> 返回 0.
minStack.min(); --> 返回 -2.
提示:
- 各函数的调用总次数不超过 20000 次
解题思路:
这道题的重点是求出栈里元素的最小值,因为 Stack 类并没有提供函数,每次采用对 Stack 集合遍历方式,时间复杂度就不太理想了。
而题目要求调用 min
、push
及 pop
的时间复杂度都是 O(1)。
一般情况下,栈的 push
和 pop
的时间复杂度就是 O(1)了,所以我们只需要以 O(1) 的时间复杂度查找栈中的最小值。
- 刚开始思路:打算用一个变量存放当前最小值,每次
push
更新,但是当我的pop
掉的值刚好是当前最小值的时候,变量就没有参照价值了,后面想到用辅助栈 stack2 保存最小值。 - 辅助栈 stack2 来存储每次 push 进新元素时对应的最小值,如果最小值小于等于(题目没说 push 进去的元素不能重复) stack2 栈顶对应的元素(表示 stack 栈中的最小值),那么就
push
进 stack2 。出栈时如果pop 掉的值刚好是当前最小值的时候,也要pop
掉辅助栈 stack2 的栈顶元素。
注意点:
在本题 pop
方法中,来判断 stack1 的栈顶元素是否与 stack1 的栈顶元素是否相等。如果用 ==
将会无法通过。(看了榜一的题解才了解到o(╥﹏╥)o)
因为对于某些值,s1.push(x) 会转化为 s1.push(Integer.valueOf(x)),然后会利用 cache 的值,导致实例复用。 Integer 的 equals 重写过,比较的是内部 value 的值, == 如果在 [-128,127] 会被 cache 缓存,超过这个范围则比较的是对象是否相同。
代码
class MinStack {
// stack1 存储栈, stack2 栈顶存储栈的最小值
private Stack<Integer> stack1, stack2;
/** initialize your data structure here. */
public MinStack() {
stack1 = new Stack<>();
stack2 = new Stack<>();
}
public void push(int x) {
// stack1 已经空了 或者 stack2 原最小值大于等于 x
if(stack2.empty() || stack2.peek() >= x){
stack2.push(x);
}
stack1.push(x);
}
public void pop() {
if(stack1.pop().equals(stack2.peek())){
stack2.pop();
}
}
public int top() {
return stack1.peek();
}
public int min() {
return stack2.peek();
}
}
/**
* Your MinStack object will be instantiated and called as such:
* MinStack obj = new MinStack();
* obj.push(x);
* obj.pop();
* int param_3 = obj.top();
* int param_4 = obj.min();
*/