_9LeetCode代码随想录算法训练营第九天-C++栈和队列

理论基础
232.用栈实现队列
225.用队列实现栈

基础知识

C++标准库版本

HP STL 其他版本的C++ STL，一般是以HP STL为蓝本实现出来的，HP STL是C++ STL的第一个实现版本，而且开放源代码。
P.J.Plauger STL 由P.J.Plauger参照HP STL实现出来的，被Visual C++编译器所采用，不是开源的。
SGI STL 由Silicon Graphics Computer Systems公司参照HP STL实现，被Linux的C++编译器GCC所采用，SGI STL是开源软件，源码可读性甚高。

栈的基础知识

栈的特性

栈提供push 和 pop 等等接口，所有元素必须符合先进后出规则，所以栈不提供遍历功能，也不提供迭代器(iterator)。不像是set 或者map 提供迭代器iterator来遍历所有元素。

栈是容器适配器

栈是以底层容器完成其所有的工作，对外提供统一的接口，底层容器是可插拔的（也就是说我们可以控制使用哪种容器来实现栈的功能）。

所以STL中栈往往不被归类为容器，而被归类为container adapter（容器适配器）。(这一点之前看C++ primer plus的时候没太看懂)

STL 中栈是用什么容器实现的？

从下图中可以看出，栈的内部结构，栈的底层实现可以是vector，deque，list都是可以的，主要就是数组和链表的底层实现。
在这里插入图片描述

我们常用的SGI STL，如果没有指定底层实现的话，默认是以deque为缺省情况下栈的底层结构。

deque是一个双向队列，只要封住一段，只开通另一端就可以实现栈的逻辑了。

我们也可以指定vector为栈的底层实现，初始化语句如下：

std::stack<int, std::vector<int> > third;  // 使用vector为底层容器的栈

队列的基础知识

队列的特性

队列中先进先出的数据结构，同样不允许有遍历行为，不提供迭代器。

队列不是一种容器，他是靠底层容器实现的，是容器适配器而不是容器。

队列是容器适配器

SGI STL中队列是以deque为缺省情况下的底部结构。

也可以指定list 为起底层实现，初始化queue的语句如下：

std::queue<int, std::list<int>> third; // 定义以list为底层容器的队列

232.用栈实现队列

整体思路

使用双栈来实现队列。

代码

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=232 lang=cpp
 *
 * [232] 用栈实现队列
 */

// @lc code=start
class MyQueue {
public:
    MyQueue() {}
    
    void push(int x) {
        in.push(x);//直接将元素push入in栈
    }
    
    int pop() {        
        int data = peek();//先查一遍，就是更新一遍out栈
        out.pop();
        return data;
    }
    //查找队列头的元素
    int peek() {
        //首先检查out栈是否为空，如果为空，则将in栈的元素出栈然后入栈out
        if(out.empty())
            //这里刚开始写成当in为空时执行循环了，就会出错
            while(!in.empty())//必须全部将in栈的数据搬到out栈，不然会导致数据混乱
            {
                out.push(in.top());
                in.pop();
            }
        return out.top();
    }
    
    bool empty() {
        return in.empty() && out.empty();
    }
private:
    stack<int> in;
    stack<int> out;
};

/**
 * Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
 * MyQueue* obj = new MyQueue();
 * obj->push(x);
 * int param_2 = obj->pop();
 * int param_3 = obj->peek();
 * bool param_4 = obj->empty();
 */
// @lc code=end

225.用队列实现栈

整体思路

使用一个队列来实现栈。

把队头的元素取出之后入队，直到队尾即可弹出栈顶元素。

代码

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=225 lang=cpp
 *
 * [225] 用队列实现栈
 */

// @lc code=start
class MyStack {
public:
    MyStack() {}
    
    void push(int x) {
        que.push(x);//直接入队列
    }
    
    int pop() {
        int size = que.size();
        size--;
        //将队列中队尾之前的元素
        while(size--)
        {
            que.push(que.front());
            que.pop();
        }
        int data = que.front();
        que.pop();
        return data;
    }
    
    int top() {
        return que.back();
    }
    
    bool empty() {
        return que.empty();
    }
private:
    queue<int> que;
};

/**
 * Your MyStack object will be instantiated and called as such:
 * MyStack* obj = new MyStack();
 * obj->push(x);
 * int param_2 = obj->pop();
 * int param_3 = obj->top();
 * bool param_4 = obj->empty();
 */
// @lc code=end