python 两个栈实现一个队列 && 两个队列实现一个栈
2021-06-25 本文已影响0人
清风Python
剑指Offer09.用两个栈实现队列
难度：简单
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 )
提示：
- 1 <= values <= 10000
- 最多会对 appendTail、deleteHead 进行 10000 次调用
示例：
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]
分析
首先扫盲队列与栈的知识：
- 队列：先进先出
- 栈：后进先出
那么，为什么要双栈实现队列呢？其实大家只要思考下：
我们准备两个栈add_stack和pop_stack：
- 先把1,2,3先挨个加入add_stack栈
- 下来依次将add_stack栈内的数据出栈，同时将出栈的数据加入pop_stack栈中
- 1、2执行完成后，add_stack变成了空，pop_stack栈中存储的数据成了[3,2,1]
- 那么下次出栈时，直接将pop_stack的栈内数据弹出，不就成了列队的先进先出！
关于什么时候执行2步骤需要注意下：
- 如果pop_stack栈中有数据，就直接return pop的数据
- 如果pop_stack栈中没有数据
a. add_stack也没有数据，return -1
b. add_stack有数据，执行上面步骤2，将add_stack数据加入pop_stack中 - 返回pop_stack栈弹出的数据
解题：
class CQueue:
def __init__(self):
self.add_stack, self.pop_stack = [], []
def appendTail(self, value: int) -> None:
self.add_stack.append(value)
def deleteHead(self) -> int:
if self.pop_stack:
return self.pop_stack.pop()
if not self.add_stack:
return -1
while self.add_stack:
self.pop_stack.append(self.add_stack.pop())
return self.pop_stack.pop()
225.用队列实现栈
难度：简单
题目：
请你仅使用两个队列实现一个后入先出（LIFO）的栈，并支持普通队列的全部四种操作（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：
- 你只能使用队列的基本操作 —— 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
myStack.empty(); // 返回 False
分析
这道题的关键在于每次入队时，如何保证入队后新入队的元素排在队首，题目要求使用两个队列实现。
- 首先我们创建两个队列，python操作为
from collections import deque - 元素入队时，将元素加入q1
- 判断q2是否存在元素，如果存在元素，则将元素依次出队并加入q1的队尾
- 交换q1与q2
至于出队、查询top、是否为空，都在q2上操作即可
解题：
from collections import deque
class MyStack:
def __init__(self):
"""
Initialize your data structure here.
"""
self.q1 = deque()
self.q2 = deque()
def push(self, x: int) -> None:
"""
Push element x onto stack.
"""
self.q1.append(x)
while self.q2:
self.q1.append(self.q2.popleft())
self.q1, self.q2 = self.q2, self.q1
def pop(self) -> int:
"""
Removes the element on top of the stack and returns that element.
"""
return self.q2.popleft()
def top(self) -> int:
"""
Get the top element.
"""
return self.q2[0]
def empty(self) -> bool:
"""
Returns whether the stack is empty.
"""
return not self.q2
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