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 arr
MyCircularQueue(int k)
{
capacity = k + 1; // 定义capacity 为k + 1
arr.assign(capacity,0); // 这里类似于 给数组初始化全部为 0
front = 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
每一行代码都是迈向更好的牛奶和面包的一步，加油加油加油
