用队列实现栈——beast 97%

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前言

在正式的算法解析之前,我们先补充一些前置知识:如何从底层理解栈与队列

所有的数据结构都可以由数组和链表实现,在这数据结构这个大家族中,数组和链表是结构基础,其他的数据结构则是基于数组和链表的上层建筑

比如说「队列」、「栈」这两种数据结构既可以使用链表也可以使用数组实现。用数组实现,就要处理扩容缩容的问题;用链表实现,没有这个问题,但需要更多的内存空间存储节点指针

那队列和栈有什么渊源呢?我们都知道栈是先进后出的数据结构,队列是先进先出的数据结构,那我们只要改变队列的因果,也就是将先入队列的出队列再入队列,不就变成先进后出的栈了嘛。如果你的脑海中有这样的思路,那解决下面的问题就会变得驾轻就熟啦。

1.1 思路描述

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 。

1.2 思路及复杂度分析

首先我门需要声明一个队列,原生的队列就不用考虑了,我们借助Deque的实现类LinkedList。这里不使用ArrayDeque的原因在于这个题在入队的时候需要做大量的数据搬移,使用连续存储空间特点的数组,性能着实感人了一点。

而LinkedList基于双端链表实现,并且友好地封装了队列和栈常用的操作,比作:

image-20210217144414952

  • 注:建议使用具体的peekFirst()而非peek().这样可读性强。

在入队元素之后,遍历取出队列中原有的元素并使用offer方法入队即可,其他的,无套路调用API就行啦。

1.3 趣味图解

fig2

1.4 代码演示

/**
*使用一个队列实现队列
*
class MyStack {
    Deque<Integer> queue;
    /** Initialize your data structure here. */
    public MyStack() {
        queue = new LinkedList<>();
    }
    
    /** Push element x onto stack. */
    public void push(int x) {
        queue.offer(x);
        for(int i=1;i<=queue.size()-1;i++){
            queue.offer(queue.poll());
        }
        
    }
    
    /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
    public int pop() {
        return queue.poll();   
    }
    
    /** Get the top element. */
    public int top() {
        return queue.peek();
    }
    
    /** Returns whether the stack is empty. */
    public boolean empty() {
        if(!queue.isEmpty())
            return false;
        return true;
    }
}

/**
 * Your MyStack object will be instantiated and called as such:
 * MyStack obj = new MyStack();
 * obj.push(x);
 * int param_2 = obj.pop();
 * int param_3 = obj.top();
 * boolean param_4 = obj.empty();
 */


日拱一卒,功不唐捐。