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代码随想录算法训练营第42期 第十天| 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

一、JAVA中队列和栈的实现类

栈:

(1) Stack实现

由于Stack底层是使用Vector的,而Vector支持线程同步,所以整体性能相对较低,如果没有多线程的场景,不建议使用Stack。

(2)LinkedList实现

LinkedList实现了List,Deque(实现了Queue接口)的接口,底层是双向链表实现的,所以不仅可以表示栈,也可以表示队列。

常用API:

stack.push(element);  // 压入元素到栈顶
stack.pop();  // 弹出并返回栈顶元素
stack.peek();  // 获取栈顶元素,不弹出
stack.isEmpty();  // 检查栈是否为空

队列:

分为单端队列和双端队列,对应的类是queue和Dequeue,

(1)使用LinkedList实现队列

(2)使用ArrayDeque实现队列(底层实现数组)

(3)使用PriorityQueue实现队列

常用API:

tQueue.add(element);  // 添加元素到队尾
Queue.offer(element);  // 添加元素到队尾,返回true/false
Queue.poll();  // 移除并返回队首元素
Queue.remove();  // 移除并返回队首元素
Queue.peek();  // 获取队首元素,不移除
Queue.element();  // 获取队首元素,不移除
Queue.isEmpty();  // 检查队列是否为空

二、232.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(pushpoppeekempty):

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


学习链接:用栈实现队列

状态:做出来了 

我的思路:定义一个pushStack、popStack,每次模拟队列入队的时候直接把元素放入pushstack,出队的时候,将pushStack的size-1个元素放入popStack,然后出栈pushStack中的最后一个元素,再把popStack的元素放回pushStack。这样很耗时间,代码随想录的思路很好。

代码随想录思路: 也是定义一个pushStack和popStack,入队的时候,将popStack的元素先放回pushStack里面,然后再入队。出队的时候,将pushStack的元素全部放入popStack,然后出队,注意这里可没有放回去,下次如果出队,就直接在这里面出,入队的时候循环上面步骤。这样可以做到很多元素的时候,出队时间几乎O(1) 

我的思路:

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

    public MyQueue() {
        this.pushStack=new Stack<Integer>();
        this.popStack=new Stack<Integer>();
        this.size=0;
    }
    
    public void push(int x) {
        pushStack.push(x);
        size++;
    }
    
    public int pop() {
        while(pushStack.size()>1){
            popStack.push(pushStack.pop());
        }
        int make=pushStack.pop();
        while(!popStack.empty()){
            pushStack.push(popStack.pop());
        }
        size--;
        return make;

    }
    
    public int peek() {
        while(pushStack.size()>1){
            popStack.push(pushStack.pop());
        }
        int make=pushStack.peek();
        while(!popStack.empty()){
            pushStack.push(popStack.pop());
        }
        return make;
    }
    
    public boolean empty() {
        if(size==0)return true;
        return false;
    }
}

代码随想录思路:

三、225. 用队列实现栈 

题目:

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(pushtoppop 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 。


学习链接:用队列实现栈 

状态:做出来了 

思路:这道题其实用一个队列就能实现,俩个队列,另一个队列就当备份的作用,其实没有必要,但是题目要求,这里就放俩个队列实现的思路。模拟入栈时,直接入队列。出队列的时候,将size-1个元素放入另一个队列,最后poll最后当前队列最后一个元素,最后直接交换俩个队列,使另一个队列为空(这样就避免循环赋值的时间浪费了) 

class MyStack {
        private Queue<Integer> pushDeque;
        private Queue<Integer> popDeque;
        private int size;
    public MyStack() {
        this.pushDeque=new LinkedList<Integer>();
        this.popDeque=new LinkedList<Integer>();
        this.size=0;
    }
    
    public void push(int x) {
        popDeque.offer(x);
        while(!pushDeque.isEmpty()){
            popDeque.offer(pushDeque.poll());
        }
        Queue<Integer> queueTemp;
        queueTemp=pushDeque;
        pushDeque=popDeque;
        popDeque=queueTemp;
        size++;

    }
    
    public int pop() {
        size--;
        return pushDeque.poll();
    }
    
    public int top() {
       return pushDeque.peek();
    }
    
    public boolean empty() {
        if(pushDeque.isEmpty())return true;
        return false;
    }
}

四、20. 有效的括号

题目:

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:

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


学习链接:有效的括号

状态:做出来了 

思路:这道题其实就是直接考了栈的思想,循环遍历这个字符串,然后遇到 (,{,[,就放入栈中,当下一个遇到右括号(也可以是别的右边的)的时候,如果栈里面没有对应的左括号,就证明这个等式错误,直接返回false,这个遍历结束,要注意栈里面要为空才可以返回true.

class Solution {
    public boolean isValid(String s) {
		Stack<Character> left=new Stack<>();
		HashMap<Character, Character> map = new HashMap<Character, Character>() {{
			put(')', '(');
			put('}', '{');
			put(']', '[');
		}};
		for(int i=0;i<s.length();i++){
			char cur=s.charAt(i);
			if(cur=='{'||cur=='('||cur=='['){
				left.push(cur);
			}else{
				if(left.size()==0){
					return false;
				}else{
					if(left.pop()!= map.get(cur)){
						return false;
					}
				}
			}
		}
		if(left.size()==0)
		return true;
		return false;

    }
}

四、1047. 删除字符串中的所有相邻重复项 

题目:

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"


学习链接:删除字符串中的所有相邻重复项

状态:做出来了 

思路:这里也可以用栈的思路,由于栈的先进后出可以解决很多问题,栈维护的最终结果,当元素与栈的头元素相等时,头元素出栈,这个元素不放入栈中,当不相等的时候,直接入栈。最后赋值给字符串,再把这个字符串反转就行,当然其实这里可以使用StringBuffer模拟栈,出栈可以使用deleeCharAT,因为每次移除的都是最后一个元素,所以移除的时间复杂度是O(1)。

class Solution {
    public String removeDuplicates(String s) {
		Stack<Character> make=new Stack<>();
		for(int i=0;i<s.length();i++){
			char c=s.charAt(i);
			if(make.size()==0){
				make.push(c);
			}else{
				if(make.peek()==c){
					make.pop();
				}else {
					make.push(c);
				}
			}
		}
		StringBuffer result=new StringBuffer();
		while(!make.empty()) {
			result.append(make.pop());
		}
		return result.reverse().toString();
    }
}

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