每周刷题第三期

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系列文章专栏：Python

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题目一：环形链表

题目二：删除有序数组中的重复项

题目三：有效的括号

题目四：用队列实现栈

题目五：用栈实现队列

题目一：环形链表

题目出处：. - 力扣（LeetCode）/

题目描述：这道题和上一期的环形链表很像只不过，一个是判断是否存在环，一个是求入环节点。

题解思路：采用双指针。定义两个指针fast，slow,fast一次走两步，slow一次走一步。

然后我们来分析一下这道题的数学关系。

相遇点指的是fast指针和slow指针第一次相遇的地方。

当fast和slow相遇的时候，fast行走的距离是slow的两倍，

slow:L + X

fast:2(L + X) = L + X + a * N。a指的是fast进入环后行走的圈数

L = (a - 1) * N + N - X;

N-X就是相遇点到环的距离。也就是说，如果fast从相遇出发，slow从起点出发，均每次走一步。两者第一次相遇的地方就是进入环的节点。

struct ListNode *detectCycle(struct ListNode *head) {struct ListNode*fast = head,*slow = head;while(fast && fast->next){slow = slow->next;fast = fast->next->next;if(fast == slow){fast = head;while(fast != slow){fast = fast->next;slow = slow->next;				}return fast;}}return NULL;
}

题目二：删除有序数组中的重复项

题目出处：. - 力扣（LeetCode）

题目描述：给你一个非严格递增排列的数组 nums ，请你原地删除重复出现的元素，使每个元素只出现一次，返回删除后数组的新长度。元素的相对顺序应该保持一致。然后返回 nums 中唯一元素的个数。

这道题的要求是，原地删除，所以空间复杂度是O(1)，因为这个数组是非严格递增的，重复的元素是挨在一起的，即相等的元素在数组中一定是连续的。

解题思路：使用双指针，定义两个指针src,dst.src表示下一个不同元素的下标，dst表示要填入的位置的下标。

dst开始指向0，src开始指向1.如果src和dst相同，src就加1。不相同，dst加1，然后移动元素，然后src也加1.

int removeDuplicates(int* nums, int numsSize) {int src,dst;src = 1;dst = 0;while(src < numsSize){if(nums[src] != nums[dst]){++dst;nums[dst] = nums[src];++src;}else{src++;}}int k = dst + 1;return k;
}

题目三：有效的括号

题目出处：. - 力扣（LeetCode）

题目描述：

这个题目的示例不够全面，

对于字符串s = "{[]}",这样的字符串也成立，s = "()[{}]"也是成立的，题目所给的示例会让人误以为匹配的括号必须连续，其实不是这样的，这是题目的一个问题。

题目思路：首先需要用C语言手动实现一个栈。

然后我们开始遍历整个字符串：当遇到左括号的时候，就入栈，遇到右括号的时候，就取出栈顶元素，进行匹配，如果不匹配说明这个字符串不有效，反之继续匹配，直到结束，该字符串就匹配。关于栈的代码参考前面的文章。

bool isValid(char* s) {Stack st;STInit(&st);while (*s) {if (*s == '(' || *s == '[' || *s == '{') {STPush(&st, *s);} else {if (IsEmpty(&st)) {STDestory(&st);return false;} else {char ch = STTop(&st);STPop(&st);if ((ch == '(' && *s != ')') || (ch == '[' && *s != ']') ||(ch == '{' && *s != '}')) {STDestory(&st);return false;}}}++s;}bool ret = IsEmpty(&st);STDestory(&st);return ret;
}

在每次使用return语句之前都要销毁这个栈，避免内存泄漏。

最后为什么是返回ret？

如果遇到这样的字符，不难发现根本没有进入循环，直接返回了true，这明显是不正确的，所以需要进行判断，栈是否为空，如果为空，所以左括号并没匹配完成，这个字符串无效。

题目四：用队列实现栈

题目出处：. - 力扣（LeetCode）

题目描述：

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 。

解题思路：

如果接下来我们要进行出栈，根据先进后出的规则，那么得到的第一个数据应该是5，可是仅仅在队列一中进行出队列入队列是达不到这样的效果的。

那么如何进行操作呢？

首先我们可以将1-4入队列到队列二中，这样队列一中就只剩下一个数据5了，此时出队列就是5.起到了先进后出的效果。如果还需要放入数据，很明显是放在队列二中，因为此时的队列一已经没有了数据了。

首先需要使用C语言实现一个队列。代码参考前面的文章。

初始化：

typedef struct {Queue q1;Queue q2;
} MyStack;MyStack* myStackCreate() {MyStack* pst = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));QueueInit(&(pst->q1));QueueInit(&(pst->q2));return pst;
}

push:


void myStackPush(MyStack* obj, int x) {if (!QueueEmpty(&(obj->q1))) {QueuePush(&(obj->q1), x);} else {QueuePush(&(obj->q2), x);}
}

新放入的数据，需要放在已经存放有数据的队列。如果两个队列都为空，那么此时随便放在那个队列中都可以。

删除数据：

int myStackPop(MyStack* obj) {Queue* noempty = &(obj->q1);Queue* empty = &(obj->q2);if (!QueueEmpty(&(obj->q2))) {noempty = &(obj->q2);empty = &(obj->q1);}while (QueueSize(noempty) > 1) {QueuePush(empty, QueueFront(noempty));QueuePop(noempty);}int top = QueueFront(noempty);QueuePop(noempty);return top;
}

由于不确定，哪一个队列是空的，所以采用假设法进行判断，出数据的时候，需要将非空队列的数据的前n-1个全部转移到空队列中，留剩下一个出栈即可。

查看栈顶元素：

int myStackTop(MyStack* obj) {if (!QueueEmpty(&(obj->q2))) {return QueueBack(&(obj->q2));} else {return QueueBack(&(obj->q1));}
}

实现的队列中是，含有查看队尾元素的，非空的队列的队尾元素就是栈顶元素。

判空与销毁：

bool myStackEmpty(MyStack* obj) {return QueueEmpty(&(obj->q1)) && QueueEmpty(&(obj->q2));
}void myStackFree(MyStack* obj) {QueueDestory(&(obj->q1));QueueDestory(&(obj->q2));free(obj);
}

这里的判空，是判断两个队列都是否为空。

题目五：用栈实现队列

题目出处;. - 力扣（LeetCode）

题目描述：

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

解题思路：

这道题与上一道题类似

只不过，需要判断空了，入栈的时候只需要把数据固定存放在一个栈中，push栈，出栈的时候，先出pop栈中的数据，如果栈为空，把push栈的数据导过来。

初始化：

typedef struct {ST pushst;ST popst;
} MyQueue;MyQueue* myQueueCreate() {MyQueue*obj = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));STInit(&obj->pushst);STInit(&obj->popst);return obj;
}

入数据：

void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {STPush(&obj->pushst,x);
}

查看数据：

int myQueuePeek(MyQueue* obj) {if(STEmpty(&obj->popst)){while(!STEmpty(&obj->pushst)){STPush(&obj->popst,STTop(&obj->pushst));STPop(&obj->pushst);}}return STTop(&obj->popst);
}

首先需要判断popst中是否为空，如果不为空就直接返回即可，为空，就需要向pust中得到数据。

出数据：

int myQueuePop(MyQueue* obj) {int front = myQueuePeek(obj);STPop(&obj->popst);return front;
}

出数据，直接使用peek函数先查看一下栈顶有没有元素，有才出，否则peek元素会先导数据。

判空与销毁：

bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {return STEmpty(&obj->pushst) && STEmpty(&obj->popst);
}void myQueueFree(MyQueue* obj) {STDestory(&obj->popst);STDestory(&obj->pushst);free(obj);
}