文章目录
- 前言
- 1、有效的括号
- 题目
- 思路
- 代码
- 2、用队列实现栈
- 题目
- 思路
- 代码
- 3、用栈实现对列
- 题目
- 思路
- 代码
- 4、设计循环队列
- 4.1循环队列的概念和了解
- 题目
- 思路
- 代码
- 总结
前言
继上篇博客学习了栈与队列之后,今天我们来尝试着使用他们来写一些题目,话不多说,启动启动启动
1、有效的括号
习题链接:有效的括号
题目
思路
本题给定一个字符串,然后要在指定的条件下判断字符串是否有效
简而言之就是括号要对应起来且类型相同,不多不少刚刚好。
想到昨天学习的栈,先进后出的规则,可以用到这里
遇到左括号入栈,遇到右括号就和栈顶元素匹配
如果最后栈内还有元素,或者遍历字符串途中遇到括号不匹配直接返回false
代码
class Solution
{
public:bool isValid(string s) {char stack[10000]; // 定义一个字符数组,简易代表栈 int top = -1;for(int i = 0; s[i] !='\0'; ++i) // 循环遍历字符串{char cur = s[i];if(cur == '(' || cur == '[' || cur == '{') // 遇到左括号就入栈 {stack[++top] = cur;}else{if(top == -1) // 如果遇到右括号 栈内无元素 ,直接返回false {return false;}char topcur = stack[top--]; // 取栈顶元素 if((topcur == '(' && cur != ')') || (topcur == '[' && cur != ']') || (topcur == '{' && cur != '}'))return false; // 列出不匹配的情况 }}return top == -1;}
};
在上一篇的栈的具体学习过后,这个题目相对而言还是简单的,就是对栈的特殊结构的使用
2、用队列实现栈
习题链接:用队列实现栈
题目
思路
本题是仅且使用两个队列去实现一个先进后出的栈
要知道我们的队列是符合先进先出的特殊规则,要怎么才能实现栈呢?
我想到栈分为入栈和出栈还有取栈顶元素三个功能,我用一个队列来实现入栈,另外一个队列来实现出栈
上图
图片解析下,思路清晰明了
入栈就插入不为空的队列,出栈就把队列元素移动到空队列,只留下一个数据出队列就好了,取栈顶元素直接取不为空队列队尾元素即可。两个队列反复横跳。
小编这里还有另外一种思路,因为今天想偷一点小懒,使用stl库中的队列,这样就不用自己手写一个队列了。
一个队列作为主要队列,一个队列作为辅助队列,每次入栈插入辅助队列,然后把主要队列的元素一一插入辅助队列,这个时候,队头元素就是刚刚插入的数据,出栈就直接出队头元素即可,取队头元素也是一样的道理。
代码
class MyStack
{
public:queue<int> q1; // 本题偷了一点小懒 使用了stl库中的队列 它拥有昨天实现的队列的所有功能queue<int> q2; // q1为主要队列 q2为辅助队列 MyStack() {}void push(int x) // 入栈 {q2.push(x); // 将元素先push到 q2中 while(!q1.empty()) // q1不为空 { q2.push(q1.front()); // 把q1队内的元素放入q2 q1.pop(); // 放入之后 q1 pop }swap(q1,q2); // 这个时候q1 是为空的 交换q1 q2 这个时候q1 的队头就是刚刚插入的数据 }int pop() {int x = q1.front(); // 出栈操作 q1.pop();return x;}int top() // 取栈顶元素 {return q1.front();}bool empty() {return q1.empty(); }
};
每次插入都对队列进行一顿操作,相当于是给队列反过来变成栈了。
也是稳稳拿下了。
3、用栈实现对列
习题链接:用栈实现队列
题目
思路
有了上一题用队列实现栈的操作,想必也能想到用栈实现队列也大相径庭,就是用两个栈去把一个栈的特殊结构改变一下
也是构造两个栈,一个主要栈,一个辅助栈,每次入队就直接入辅助栈,等要出队列时,如果主要栈为空就把辅助栈的元素全部出栈,然后入到主要栈,这样元素顺序就颠倒了,也就是主要栈出栈就变成了出队。
代码
class MyQueue
{
public:stack<int> s1; // 构造主要栈和辅助栈 stack<int> s2; MyQueue() {} void push(int x) {s1.push(x); // 每次数据入队 入辅助栈 }int pop() // 当要出队时 {if(s2.empty()) // 若此时主要栈为空 也就是意味着主要栈的元素已经全部出队了 {while(!s1.empty()) // 这个时候把辅助栈的元素出栈再入主要栈 主要栈的出栈顺序就是队列的出队顺序了 {s2.push(s1.top());s1.pop();}}int ans = s2.top(); // 如果主要栈还不为空 直接出栈即可 s2.pop();return ans;}int peek() // 获取队头元素 {int ans = this->pop(); // 可以直接出队列 保存元素 再入栈 s2.push(ans);return ans;}bool empty() {return s1.empty()&&s2.empty(); // 当连个栈都为空时 队列也为空 }
};
当对栈和队列的特性理解的深刻一点的时候,栈和队列的相互实现想想也是挺简单的,拿下拿下
4、设计循环队列
4.1循环队列的概念和了解
循环队列,环形队列⾸尾相连成环,环形队列可以使⽤数组实现,也可以使⽤循环链表实现
队列满的情况下,为什么 Q.rear 不存储数据?
为了能使⽤ Q.rear = Q.front 来区别是队空还是队满,我们常常认为出现上图b时的情况即为队满的情况
此时: rear+1=front
在用数组实现循环队列时,需要注意一点的是:当队列空间需要n个时,数组需要开n+1个容量
为什么呢?如果我现在只是按照队列的元素开指定个数组的空间 想想当队列为空的条件是什么 应该是 front == rear 吧 那当队列为满的情况呢 是不是也是 front == rear 这个时候就冲突了 ,不知道队列什么时候是空什么时候是满
所以我们这里是用数组的时候,开辟队列指定元素个数 n + 1个 。
上述图片数组开辟了 n+1和空间,这个时候队列为空和队列满的情况就不冲突了。需要注意的是在判断队列满的情况需要
(rear+1)%(capacity+1) ==front 我来解释一下 :数组此时容量是n+1,所以有一个空间是不储存数据的,也就是rear,当rear的下一个元素为front时,队列为满,这里%上容量大小是因为怕rear+1越界。
至于用链表实现循环队列,就是单向带头循环链表,相信大家已经滚瓜烂熟了,接下来,上题
习题链接:设计循环队列
题目
思路
本题就是设计一个循环队列,刚才已经带着大家把循环队列的概念已经了解透彻啦。
这里小编在写题就直接用c++啦,stl容器用起来还是很方便的,不要怕看不懂,我的注释是很详细的
话不多说,上代码
代码
class MyCircularQueue
{
public:int front,rear,capacity;vector<int> arr; // 这里类似于顺序表 开辟一个数组 arrMyCircularQueue(int k) {capacity = k + 1; // 定义capacity 为k + 1arr.assign(capacity,0); // 这里类似于 给数组初始化全部为 0front = rear = 0; // 然后 front 和 rear 都从数组下标0 开始 } bool isFull() // 判断循环队列是否为满 {return (rear + 1) % capacity == front; // 前面已经详细解释过啦 }bool enQueue(int value) // 向循环队列插入元素 插入成功返回真 {if(isFull()) // 先判断队列是否为满 {return false;}arr[rear] = value; // 不满就在 rear位置 插入数据即可 rear = (rear + 1) % capacity; // rear位置插入后 需要往后移动一步 这里还是要取模防止数组越界 return true;}bool isEmpty() // 判断循环队列是否为空 {return front == rear; // 直接返回判断条件 }bool deQueue() // 向循环队列中删除一个元素 {if(isEmpty()) return false;front = (front + 1) % capacity; // 如果队列不为空,直接让 front 往前走一步就好了 return true;}int Front() // 获取队首元素 {if(isEmpty()) return -1;return arr[front]; // 队列不为空就直接返回 front位置对应的元素 }int Rear() // 获取队尾元素 {if(isEmpty())return -1;return arr[(rear - 1 + capacity) % capacity]; // 因为rear位置是空缺不存储数据的 // 所以要返回rear的前一个数据同时要防止数组越界的情况 }
};
到这里,循环队列的实现就结束啦,不出意外,还是拿下了。
总结
通过今天的习题,对栈和队列的理解更加深刻,同时也能熟练运用栈和队列,去互相实现还是挺有意思的
同时在写题的过程中不止对知识的掌握更加深刻,也让我学习到了新的知识——循环队列,还是挺有意思的。
好啦,栈和队列的内容就到这里啦,下一篇博客小编将为大家讲述新的知识
另外,有什么写的不好的或者不详细的还请大家指出来,谢谢大家
最后的最后,感谢大家能看到这里,我也是平平无奇的一枚在慢慢学习中的小趴菜,分享自己的学习经历,同时也能复习自己所学的知识。 小编持续跟新中…
芷兰生于深林,不以无人而不芳
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