棧與隊列的相互模擬(leetcode225&&leetcode232)

一、用隊列實現棧

1.1 Question

使用隊列實現棧的下列操作:

push(x) – 元素 x 入棧
pop() – 移除棧頂元素
top() – 獲取棧頂元素
empty() – 返回棧是否爲空

注意:
你只能使用隊列的基本操作-- 也就是 push to back, peek/pop from front, size, 和 is empty
這些操作是合法的。 你所使用的語言也許不支持隊列。 你可以使用 list 或者 deque(雙端隊列)來模擬一個隊列 ,
只要是標準的隊列操作即可。 你可以假設所有操作都是有效的(例如, 對一個空的棧不會調用 pop 或者 top 操作)。

1.2 Analyze

壓入(push)

當我們將一個元素從隊列入隊的時候,根據隊列的性質這個元素會存在隊列的後端。

但當我們實現一個棧的時候,最後入隊的元素應該在前端,而不是在後端。爲了實現這個目的,每當入隊一個新元素的時候,我們可以把隊列的順序反轉過來。

在這裏插入圖片描述

彈出(pop)

最後一個壓入的元素永遠在 q1 的前端,這樣的話我們就能在常數時間內讓它 出隊。

1.3 代碼實現(js)

// 使用隊列實現棧的下列操作:
//
// push(x) -- 元素 x 入棧
// pop() -- 移除棧頂元素
// top() -- 獲取棧頂元素
// empty() -- 返回棧是否爲空


/**
 * Initialize your data structure here.
 */
var MyStack = function() {
    this.queue = [];
};

/**
 * Push element x onto stack.
 * @param {number} x
 * @return {void}
 */
MyStack.prototype.push = function(x) {
    this.queue.unshift(x);
    let size = this.queue.length;
    while(size>1){
        this.queue.unshift(this.queue.pop());
        size--;
    }
};

/**
 * Removes the element on top of the stack and returns that element.
 * @return {number}
 */
MyStack.prototype.pop = function() {
    return this.queue.pop();
};

/**
 * Get the top element.
 * @return {number}
 */
MyStack.prototype.top = function() {
    return this.queue[this.queue.length - 1];
};

/**
 * Returns whether the stack is empty.
 * @return {boolean}
 */
MyStack.prototype.empty = function() {
    return this.queue.length === 0;
};

/**
 * Your MyStack object will be instantiated and called as such:
 * var obj = new MyStack()
 * obj.push(x)
 * var param_2 = obj.pop()
 * var param_3 = obj.top()
 * var param_4 = obj.empty()
 */

let st = new MyStack();
st.push(1);
st.push(2);
console.log(st.top());
console.log(st.pop());

二、用棧實現隊列

1.1 Question

使用棧實現隊列的下列操作:

push(x) – 將一個元素放入隊列的尾部。
pop() – 從隊列首部移除元素。
peek() – 返回隊列首部的元素。
empty() – 返回隊列是否爲空。

1.2 Example

MyQueue queue = new MyQueue();

queue.push(1);
queue.push(2);
queue.peek(); // 返回 1
queue.pop(); // 返回 1
queue.empty(); // 返回 false

1.3 Anlyse

1、使用兩個棧,一個棧(stackPush)用於元素進棧,一個棧(stackPop)用於元素出棧;

2、pop() 或者 peek() 的時候:

(1)如果 stackPop 裏面有元素,直接從 stackPop 裏彈出或者 peek 元素;

(2)如果 stackPop 裏面沒有元素,一次性將 stackPush 裏面的所有元素倒入 stackPop。

爲此,可以寫一個 shift 輔助方法,一次性將 stackPush 裏的元素倒入 stackPop。

from:liweiwei1419

1.4 代碼(js)

// 使用棧實現隊列的下列操作:
//
// push(x) -- 將一個元素放入隊列的尾部。
// pop() -- 從隊列首部移除元素。
// peek() -- 返回隊列首部的元素。
// empty() -- 返回隊列是否爲空。



/**
 * Initialize your data structure here.
 */
var MyQueue = function() {
    this.stackPop = [];
    this.stackPush = [];
};

/**
 * Push element x to the back of queue.
 * @param {number} x
 * @return {void}
 */
MyQueue.prototype.push = function(x) {
    this.stackPush.push(x);
};

/**
 * Removes the element from in front of queue and returns that element.
 * @return {number}
 */
MyQueue.prototype.pop = function() {
    if(this.stackPop.length === 0){
        this.poll();
    }
    return this.stackPop.pop();
};

/**
 * Get the front element.
 * @return {number}
 */
MyQueue.prototype.peek = function() {
    if(this.stackPop.length === 0){
        this.poll();
    }
    return this.stackPop[this.stackPop.length - 1];
};

MyQueue.prototype.poll = function(){
    while(this.stackPush.length !== 0){
        this.stackPop.push(this.stackPush.pop());
    }
};

/**
 * Returns whether the queue is empty.
 * @return {boolean}
 */
MyQueue.prototype.empty = function() {
    return this.stackPop.length === 0 && this.stackPush.length === 0;
};

/**
 * Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
 * var obj = new MyQueue()
 * obj.push(x)
 * var param_2 = obj.pop()
 * var param_3 = obj.peek()
 * var param_4 = obj.empty()
 */

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