目录
前言
一、用栈实现队列
二、用队列实现栈
三、括号匹配问题
前言
前面讲了栈和队列的基础知识,今天来巩固一下加深理解,这里说明一下,因为现在都是在用C语言写,这些OJ题里都要用到前面实现栈和队列的代码,每道题我都会加上前面的链接方便查看。
一、用栈实现队列
这里先给一下题目链接(用栈实现队列),同时这道题我们需要用到前面实现栈的代码,不清楚的可以看这里(数据结构:栈)。
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
bool empty() 如果队列为空,返回 true ;否则,返回 false
示例 1:
输入:
["MyQueue", "push", "push", "peek", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出:
[null, null, null, 1, 1, false]
题目要求用两个栈实现队列,可以想一下,栈是先进后出,队列先进先出,先创建两个栈,数据进队列时放入一个栈中,出队列时就把一个栈中数据再按相反的顺序放进另一个栈中,要出队列的那个数据就成了栈顶,实现了用两个栈模拟出队列,其他操作类似。
下面放代码(代码片段后都有解释),这里就不放栈的实现的代码了,可以去前面的章节看,链接我前面放了。
typedef struct {
Stack z1;
Stack z2;
} MyQueue;
MyQueue* myQueueCreate() {
MyQueue* s=(MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
StackInit(&s->z1);
StackInit(&s->z2);
return s;
}
创建两个栈,用到了前面栈的初始化。
bool myQueueEmpty(MyQueue* obj)
{
return StackEmpty(&obj->z1)&&StackEmpty(&obj->z2);
}
两个栈都为空那么这个队列就是空的。
void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
if(!StackEmpty(&obj->z1))
{
StackPush(&obj->z1,x);
}
else
{
StackPush(&obj->z2,x);
}
}
int myQueuePop(MyQueue* obj) {
Stack* empty = &obj->z1;
Stack* noempty = &obj->z2;
if (!StackEmpty(&obj->z1))
{
empty = &obj->z2;
noempty = &obj->z1;
}
while (!StackEmpty(noempty))
{
StackPush(empty, StackTop(noempty));
StackPop(noempty);
}
int a = StackTop(empty);
StackPop(empty);
while (!StackEmpty(empty))
{
StackPush(noempty, StackTop(empty));
StackPop(empty);
}
return a;
}
模拟进队列就像前面说的,除了第一次数据入栈,后面都是找一个有数据的栈入栈,出队列先要分清有数据的栈和空栈,把数据按相反的顺序入到空栈中,再删除栈顶元素。
int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
if(!StackEmpty(&obj->z1))
{
return obj->z1.a[0];
}
else
{
return obj->z2.a[0];
}
}
模拟返回队列开头元素,只要找到有数据的栈,返回栈底元素,因为我前面栈的实现是用数组写的,这里可以直接取栈底元素。
void myQueueFree(MyQueue* obj) {
StackDestroy(&obj->z1);
StackDestroy(&obj->z2);
free(obj);
}
模拟队列销毁,这个没什么好说的,把两个栈销毁就行。
二、用队列实现栈
和前面用栈实现队列类似,创建两个队列,模拟入栈时就是把数据放入一个队列中,出栈时就把一个队列的数据按相反的顺序放入另一个队列中,取队头数据模拟出栈,其他操作思路类似,其实就是围绕栈和队列的性质写。这里题目链接(用队列实现栈),还有实现队列的代码(数据结构:队列),可以自己去尝试一下,下面放代码就不解释了。
typedef struct {
Queue q1;
Queue q2;
} MyStack;
MyStack* myStackCreate()
{
MyStack*s=(MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
QueueInit(&s->q1);
QueueInit(&s->q2);
return s;
}
void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
if(!QueueEmpty(&obj->q2))
{
QueuePush(&obj->q2,x);
}
else
{
QueuePush(&obj->q1,x);
}
}
int myStackPop(MyStack* obj) {
Queue* empty=&(obj->q1);
Queue* noempty=&(obj->q2);
if(!QueueEmpty(&(obj->q1)))
{
empty=&(obj->q2);
noempty=&(obj->q1);
}
while(QueueSize(noempty)>1)
{
QueuePush(empty,QueueFront(noempty));
QueuePop(noempty);
}
int a=QueueFront(noempty);
QueuePop(noempty);
return a;
}
int myStackTop(MyStack* obj) {
if(QueueEmpty(&obj->q1))
{
return QueueBack(&obj->q2);
}
else
{
return QueueBack(&obj->q1);
}
}
bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
return QueueEmpty(&obj->q1)&&QueueEmpty(&obj->q2);
}
void myStackFree(MyStack* obj) {
QueueDestroy(&obj->q1);
QueueDestroy(&obj->q2);
free(obj);
obj=NULL;
}
三、括号匹配问题
这里先给题目链接(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。
示例 1:
输入:s = "()"
输出:true
示例 2:输入:s = "()[]{}"
输出:true
示例 3:输入:s = "(]"
输出:false
这道题用栈写,可以用到栈的先进后出的性质,先上代码后面解释。
bool isValid(char* s) {
Stack st;
StackInit(&st);
while(*s)
{
if(*s=='('||*s=='{'||*s=='[')
{
StackPush(&st,*s);
}
else
{
if(StackEmpty(&st))
return false;
char top=StackTop(&st);
if(top=='('&&*s!=')'||top=='{'&&*s!='}'||top=='['&&*s!=']')
{
return false;
}
StackPop(&st);
}
s++;
}
if(StackEmpty(&st))
{
return true;
}
return false;
}
先对字符串中的括号进行判断,如果是左括号就入栈,如果是右括号就开始匹配,匹配时入过栈中没有数据就说明没有左括号,那么就一定匹配失败,返回false,如果有数据,就开始判断左括号是否与之对应从而得出结果,不相同就返回false,相同就把栈中的这歌数据删除,继续下一对的判断,直到字符串没有后续字符了,注意:出循环后如果栈中还有数据,那也是匹配失败,说明没有与之对应的右括号。
本篇内容就到这里了,每个题目都给了链接,还是要多练手,希望对各位有帮助。