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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

150. 逆波兰表达式求值

239. 滑动窗口最大值

347. 前 K 个高频元素

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刷题顺序及思路来源于代码随想录，网站地址：https://programmercarl.com 

232. 用栈实现队列

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（push、pop、peek、empty）：

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

说明：

• 你 只能 使用标准的栈操作 —— 也就是只有 push to top, peek/pop from top, size, 和 is empty 操作是合法的。
• 你所使用的语言也许不支持栈。你可以使用 list 或者 deque（双端队列）来模拟一个栈，只要是标准的栈操作即可。

MyQueue queue = new MyQueue();
queue.push(1);
queue.push(2);
queue.peek();  // 返回 1
queue.pop();   // 返回 1
queue.empty(); // 返回 false

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;/*** @author light* @Description 用栈实现队列**  定义两个栈，一个输入栈，一个输出栈*    入栈操作：将所有元素加入发到输入栈中*    出栈操作：要实现队列的先进先出，首先先判断输出栈中是否为空，如果为空，则将输入栈*      	   中的元素全部加入输出栈中，从输出栈中将元素弹出，以实现队列先进先出的功能* @create 2023-08-11 16:56*/
public class MyQueueTest {public static void main(String[] args) {MyQueue obj = new MyQueue();obj.push(1);obj.push(2);int param_3 = obj.peek();System.out.println(param_3);int param_2 = obj.pop();System.out.println(param_2);boolean param_4 = obj.empty();System.out.println(param_4);}}
class MyQueue {Deque<Integer> stackIn;Deque<Integer> stackOut;public MyQueue() {stackIn=new ArrayDeque<>();stackOut=new ArrayDeque<>();}public void push(int x) {stackIn.push(x);}public int pop() {dumpstackIn();return stackOut.pop();}public int peek() {dumpstackIn();return stackOut.peek();}public boolean empty() {return stackIn.isEmpty()&&stackOut.isEmpty();}public void dumpstackIn(){if(stackOut.isEmpty()){//如果输出栈中为空，将输入栈中所有元素加入到输出栈中while(!stackIn.isEmpty()){stackOut.push(stackIn.pop());}}}
}

225. 用队列实现栈

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（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。

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

package com.light.code.leetcode.stack_queue;import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;/*** @author light* @Description 用队列实现栈**利用两个队列版另一种方法：直接使用ArrayDeque双端队列进行实现** @create 2023-08-11 17:28*/
public class MyStackTest {public static void main(String[] args) {MyStack myStack = new MyStack();myStack.push(1);myStack.push(2);System.out.println(myStack.top()); // 返回 2System.out.println(myStack.pop()); // 返回 2System.out.println(myStack.empty()); // 返回 False}
}
class MyStack {Deque<Integer> que1;Deque<Integer> que2;public MyStack() {que1=new LinkedList<>();que2=new LinkedList<>();}public void push(int x) {que1.add(x);}public int pop() {while(que1.size()!=1){que2.add(que1.pop());}int res=que1.pop();while(!que2.isEmpty()){que1.add(que2.pop());}return res;}public int top() {return que1.peekLast();}public boolean empty() {return que1.isEmpty();}
}

20. 有效的括号

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。

输入：s = "()"
输出：true

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;
import java.util.Scanner;/*** @author light* @Description 有效的括号** 采用栈解决* @create 2023-08-11 18:14*/
public class IsValidTest {public static void main(String[] args) {Scanner input=new Scanner(System.in);String s=input.next();boolean res = isValid(s);System.out.println(res);}public static boolean isValid(String s) {Deque<Character> stack=new ArrayDeque<>();for (int i = 0; i < s.length(); i++) {char ch=s.charAt(i);if(ch=='('){stack.push(')');} else if (ch=='{') {stack.push('}');}else if (ch=='[') {stack.push(']');} else if (stack.isEmpty()||ch!=stack.peek()) {return false;}else {stack.pop();}}return stack.isEmpty();}
}

1047. 删除字符串中的所有相邻重复项

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。

输入："abbaca"
输出："ca"
解释：
例如，在 "abbaca" 中，我们可以删除 "bb" 由于两字母相邻且相同，这是此时唯一可以执行删除操作的重复项。之后我们得到字符串 "aaca"，其中又只有 "aa" 可以执行重复项删除操作，所以最后的字符串为 "ca"。

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;
import java.util.Scanner;/*** @author light* @Description 删除字符串中的所有相邻重复项* @create 2023-08-11 18:39*/
public class RemoveDuplicatesTest {public static void main(String[] args) {Scanner input=new Scanner(System.in);String s=input.next();s=removeDuplicates(s);System.out.println(s);}public static String removeDuplicates(String s) {Deque<Character> que=new ArrayDeque<>();que.push(s.charAt(0));for (int i = 1; i < s.length(); i++) {char ch=s.charAt(i);if(!que.isEmpty()&&ch==que.peek()){que.pop();}else {que.push(ch);}}String s1="";while(!que.isEmpty()){s1=que.pop()+s1;}return s1;}
}

150. 逆波兰表达式求值

给你一个字符串数组 tokens ，表示一个根据 逆波兰表示法 表示的算术表达式。

请你计算该表达式。返回一个表示表达式值的整数。

注意：

• 有效的算符为 '+'、'-'、'*' 和 '/' 。
• 每个操作数（运算对象）都可以是一个整数或者另一个表达式。
• 两个整数之间的除法总是 向零截断 。
• 表达式中不含除零运算。
• 输入是一个根据逆波兰表示法表示的算术表达式。
• 答案及所有中间计算结果可以用 32 位 整数表示。

输入：tokens = ["2","1","+","3","*"]
输出：9
解释：该算式转化为常见的中缀算术表达式为：((2 + 1) * 3) = 9

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;
import java.util.Scanner;/*** @author light* @Description 逆波兰表达式求值** (利用栈* @create 2023-08-12 13:36*/
public class EvalRPNTest {public static void main(String[] args) {Scanner input=new Scanner(System.in);String[] tokens=input.next().split(",");int res=evalRPN(tokens);System.out.println(res);}public static int evalRPN(String[] tokens) {Deque<Integer> stack=new ArrayDeque<>();for (String s:tokens){if ("+".equals(s)) {stack.push(stack.pop()+stack.pop());} else if ("-".equals(s)) {//注意这里先入栈的作为减数stack.push(-stack.pop()+stack.pop());} else if ("*".equals(s)) {stack.push(stack.pop()*stack.pop());} else if ("/".equals(s)) {//注意这里先入栈的作为除数int temp1=stack.pop();int temp2=stack.pop();stack.push(temp2/temp1);}else {stack.push(Integer.parseInt(s));}}return stack.peek();}
}

239. 滑动窗口最大值

给你一个整数数组 nums，有一个大小为 k 的滑动窗口从数组的最左侧移动到数组的最右侧。你只可以看到在滑动窗口内的 k 个数字。滑动窗口每次只向右移动一位。

返回 滑动窗口中的最大值 。

输入：nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], k = 3
输出：[3,3,5,5,6,7]
解释：
滑动窗口的位置                最大值
---------------               -----
[1  3  -1] -3  5  3  6  7       31 [3  -1  -3] 5  3  6  7       31  3 [-1  -3  5] 3  6  7       51  3  -1 [-3  5  3] 6  7       51  3  -1  -3 [5  3  6] 7       61  3  -1  -3  5 [3  6  7]      7

package com.light.code.leetcode.stack_queue;import java.util.Arrays;
import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Scanner;/*** @author light* @Description 滑动窗口最大值** 自定义队列：队列口中始终存放滑动窗口中的最大值;队内元素单调递减* @create 2023-08-12 14:18*/
public class MaxSlidingWindowTest {public static void main(String[] args) {Scanner input=new Scanner(System.in);int n=input.nextInt();int[] nums=new int[n];for (int i = 0; i < n; i++) {nums[i]=input.nextInt();}int k=input.nextInt();int[] res=maxSlidingWindow(nums,k);System.out.println(Arrays.toString(res));}public static int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {MyQue que=new MyQue();int[] res=new int[nums.length-k+1]; //定义结果数组int index=0;for (int i = 0; i < k; i++) {que.add(nums[i]);}res[index++]=que.getMaxValue();for (int i = k; i < nums.length; i++) {//维持滑动窗口，保证队列头部元素是该滑动窗口的最大值que.pop(nums[i-k]);que.add(nums[i]);res[index++]=que.getMaxValue();}return res;}
}
//自定义队列
class MyQue{Deque<Integer> que=new LinkedList<>();//添加元素时，如果要添加的元素大于入口处的元素，就将入口元素弹出//保证队列元素单调递减//比如此时队列元素3,1;2将要入队，2比1大，所以1弹出，此时队列：3,2public void add(int x){while(!que.isEmpty()&&que.getLast()<x){que.removeLast();}que.add(x);}//获取滑动窗口内最大值public int getMaxValue(){return que.peek();}public void pop(int x){if(!que.isEmpty()&&x==que.peek()){que.poll();}}
}

347. 前 K 个高频元素

给你一个整数数组 nums 和一个整数 k ，请你返回其中出现频率前 k 高的元素。你可以按 任意顺序 返回答案。

输入: nums = [1,1,1,2,2,3], k = 2
输出: [1,2]

import java.util.*;/*** @author light* @Description 前k个高频元素**（利用小顶堆，堆中只维护k个元素* @create 2023-08-12 15:55*/
public class TopKFrequentTest {public static void main(String[] args) {Scanner input=new Scanner(System.in);int n=input.nextInt();int[] nums=new int[n];for (int i = 0; i < n; i++) {nums[i]=input.nextInt();}int k=input.nextInt();int[] res=topKFrequent(nums,k);System.out.println(Arrays.toString(res));}public static int[] topKFrequent(int[] nums, int k) {Map<Integer,Integer> map=new HashMap<>();//key:元素；value：元素所出现的频率for (int i = 0; i < nums.length; i++) {map.put(nums[i],map.getOrDefault(nums[i],0)+1);}//按小顶堆排序（从小到大排PriorityQueue<Integer> que=new PriorityQueue<>(k, new Comparator<Integer>() {@Overridepublic int compare(Integer o1, Integer o2) {return map.get(o1)-map.get(o2);}});for (Integer key:map.keySet()){if(que.size()<k){que.add(key);}else if(map.get(key)>map.get(que.peek())){que.poll();que.add(key);}}int[] res=new int[k];for (int i = 0; i < res.length; i++) {res[i]=que.poll();}return res;}
}