第 1 天

栈与队列(简单)

剑指 Offer 09. 用两个栈实现队列

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 appendTaildeleteHead ,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 )

示例 1:

  1. 输入:
  2. ["CQueue","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
  3. [[],[3],[],[]]
  4. 输出:[null,null,3,-1]

示例 2:

  1. 输入:
  2. ["CQueue","deleteHead","appendTail","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
  3. [[],[],[5],[2],[],[]]
  4. 输出:[null,-1,null,null,5,2]

提示:

  • 1 <= values <= 10000
  • 最多会对 appendTail、deleteHead 进行 10000 次调用

解题思路:模拟过程

模拟过程:入队时直接入栈1;出队时先对栈1出栈,同时栈2入栈,直到栈1空,再对栈2出栈

  1. class CQueue {
  2. Deque<Integer> stack1;
  3. Deque<Integer> stack2;
  4. public CQueue() {
  5. stack1 = new LinkedList<Integer>();
  6. stack2 = new LinkedList<Integer>();
  7. }
  8. public void appendTail(int value) {
  9. stack1.push(value);
  10. }
  11. public int deleteHead() {
  12. // 如果第二个栈为空
  13. if (stack2.isEmpty()) {
  14. while (!stack1.isEmpty()) {
  15. stack2.push(stack1.pop());
  16. }
  17. }
  18. if (stack2.isEmpty()) {
  19. return -1;
  20. } else {
  21. int deleteItem = stack2.pop();
  22. return deleteItem;
  23. }
  24. }
  25. }

复杂度:时间 O(n) 空间 O(n)

剑指 Offer 30. 包含min函数的栈

定义栈的数据结构,请在该类型中实现一个能够得到栈的最小元素的 min 函数在该栈中,调用 min、push 及 pop 的时间复杂度都是 O(1)。

示例:

  1. MinStack minStack = new MinStack();
  2. minStack.push(-2);
  3. minStack.push(0);
  4. minStack.push(-3);
  5. minStack.min(); --> 返回 -3.
  6. minStack.pop();
  7. minStack.top(); --> 返回 0.
  8. minStack.min(); --> 返回 -2.

提示:

  1. 各函数的调用总次数不超过 20000 次

解题思路:双栈

双栈:利用额外的一个栈保存当前最小值

  1. class MinStack {
  2. private final Stack<Integer> dataStack; // 数据栈
  3. private final Stack<Integer> minStack; // 辅助栈,记录每次有元素进栈后或者出栈后,元素的最小值
  4. /** initialize your data structure here. */
  5. public MinStack() {
  6. // 初始化辅助栈和数据栈
  7. dataStack = new Stack<>();
  8. minStack = new Stack<>();
  9. }
  10. public void push(int x) {
  11. // 如果记录当前数据栈中最小值的辅助栈为空,或者最小值小于 x,则将 x 设置为最小值,即进辅助栈
  12. if(minStack.isEmpty() || minStack.peek() > x){
  13. minStack.push(x);
  14. }else{
  15. // 如果数据栈中当前最小值 < x, 则继续将最小值设置为上次的最小值
  16. minStack.push(minStack.peek());
  17. }
  18. dataStack.push(x);// 数据栈,进栈
  19. }
  20. public void pop() {
  21. minStack.pop();// 辅助栈,栈出栈
  22. dataStack.pop();// 数据栈,出栈
  23. }
  24. public int top() {
  25. return dataStack.peek();
  26. }
  27. public int min() {
  28. return minStack.peek();
  29. }
  30. }
  31. /**
  32. * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
  33. * MinStack obj = new MinStack();
  34. * obj.push(x);
  35. * obj.pop();
  36. * int param_3 = obj.top();
  37. * int param_4 = obj.min();
  38. */

复杂度:时间 O(1) 空间 O(n)

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