LeetCode栈与队列相关解法

栈与队列

- 1. 用栈实现队列
- - [232. 用栈实现队列](https://leetcode.cn/problems/implement-queue-using-stacks/)
- 2. 用队列实现栈
- - [225. 用队列实现栈](https://leetcode.cn/problems/implement-stack-using-queues/)
  - 两个队列实现
  - 一个队列实现
- 3. 有效括号
- - [20. 有效的括号](https://leetcode.cn/problems/valid-parentheses/)
- 4. 删除字符串中所有相邻重复项
- - [1047. 删除字符串中的所有相邻重复项](https://leetcode.cn/problems/remove-all-adjacent-duplicates-in-string/)
- 5. 逆波兰表达式求值
- - [150. 逆波兰表达式求值](https://leetcode.cn/problems/evaluate-reverse-polish-notation/)
- 6. 前K个高频元素
- - [347. 前 K 个高频元素](https://leetcode.cn/problems/top-k-frequent-elements/)

1. 用栈实现队列

232. 用栈实现队列

两个栈,一个用来输入,一个用来输出

先往输入栈中放,需要输出时,就将输入栈中所有元素放入输出栈(此时顺序会颠倒)
之后如果还需要输出时,先判断输出栈是否为空,不为空直接输出,为空需要将输入栈执行①操作

class MyQueue {

    Stack<Integer> stackIn;
    Stack<Integer> stackOut;

    public MyQueue() {
        stackIn = new Stack<>(); 
        stackOut = new Stack<>(); 
    }
    
    public void push(int x) {
        stackIn.push(x);
    }
    
    public int pop() {
        dumpstackIn();
        return stackOut.pop();
    }
    
    public int peek() {
        dumpstackIn();
        return stackOut.peek();
    }
    
    public boolean empty() {
        return stackIn.isEmpty() && stackOut.isEmpty();
    }

    // 如果stackOut为空，那么将stackIn中的元素全部放到stackOut中
    private void dumpstackIn(){
        if (!stackOut.isEmpty()) return; 
        while (!stackIn.isEmpty()){
            stackOut.push(stackIn.pop());
        }
    }
}

/**
 * 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();
 * boolean param_4 = obj.empty();
 */

2. 用队列实现栈

225. 用队列实现栈

两个队列实现

class MyStack {

    LinkedList<Integer> queue1; 
    LinkedList<Integer> queue2; 

    public MyStack() {
        queue1 = new LinkedList<>();
        queue2 = new LinkedList<>();
    }
    
    public void push(int x) {
        queue1.offer(x);
    }
    
    public int pop() {
        //把除了最后一个元素,其他都拿去queue2
        while(queue1.size() > 1){
            queue2.offer(queue1.poll());
        }
        
        //交换,让元素保持在queue1中
        LinkedList<Integer> temp = queue1;
        queue1 = queue2;
        queue2 = temp;
        
        return queue2.poll();
    }
    
    public int top() {
        //把除了最后一个元素,其他都拿去queue2
        while(queue1.size() > 1){
            queue2.offer(queue1.poll());
        }
        int res = queue1.peek();
        //最后一个也放过去
        queue2.offer(queue1.poll());

        //交换,让元素保持在queue1中
        LinkedList<Integer> temp = queue1;
        queue1 = queue2;
        queue2 = temp;
        
        return res;
    }
    
    public boolean empty() {
        return queue1.isEmpty() && queue2.isEmpty();
    }
}

/**
 * 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();
 * boolean param_4 = obj.empty();
 */

一个队列实现

一个队列在模拟栈弹出元素的时候只要将队列头部的元素（除了最后一个元素外）重新添加到队列尾部，此时再去弹出元素就是栈的顺序了。

class MyStack {
    LinkedList<Integer> queue;

    public MyStack() {
        queue = new LinkedList<>();
    }
    
    public void push(int x) {
        queue.offer(x);
    }
    
    public int pop() {
        int length = queue.size();
        for(int i = 0; i < length - 1; i++){
            queue.offer(queue.poll());
        }
        return queue.poll();
    }
    
    public int top() {
        int length = queue.size();
        for(int i = 0; i < length - 1; i++){
            queue.offer(queue.poll());
        }
        int res = queue.peek();
        queue.offer(queue.poll());
        return res;
    }
    
    public boolean empty() {
        return queue.isEmpty();
    }
}

/**
 * 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();
 * boolean param_4 = obj.empty();
 */

3. 有效括号

20. 有效的括号

方便起见,可以在存入字符的时候,存入对应的字符比如( 存入 )这样就能直接比对了

class Solution {
    public boolean isValid(String s) {
        char[] b = s.toCharArray();

        Stack<Character> stack = new Stack<>();

        for(int i = 0; i < b.length; i++){
            if(b[i] == '(') {
                stack.push(')');
            }else if(b[i] == '{'){
                stack.push('}');
            }else if(b[i] == '['){
                stack.push(']');
            }else{
                //没有左边,出现右边
                if(stack.isEmpty()) return false;

                if(stack.peek() == b[i]){
                    stack.pop();
                }else{
                    //不匹配
                    return false;
                }
            }
        }

        return stack.isEmpty() ? true : false;
    }
}

4. 删除字符串中所有相邻重复项

1047. 删除字符串中的所有相邻重复项

每次取出栈顶元素进行比较即可

最终倒叙输出栈

class Solution {
    public String removeDuplicates(String s) {
        char[] c = s.toCharArray();
        Stack<Character> stack = new Stack<>();
        StringBuilder sb = new StringBuilder();

        for(int i = 0; i < c.length; i++){
            if(stack.size() == 0){
                stack.push(c[i]);
                continue;
            }
            
            if(stack.peek() == c[i]){
                stack.pop();
            }else{
                stack.push(c[i]);
            }
        }

        int sum = stack.size();
        for(int i = 0; i < sum; i++){
            sb.append(stack.pop());
        }
        sb.reverse();

        return sb.toString();
    }
}

5. 逆波兰表达式求值

150. 逆波兰表达式求值

class Solution {
    public int evalRPN(String[] tokens) {
        int n = tokens.length;
        Stack<String> stack = new Stack<>();

        for(int i = 0; i < n; i++){
            if(!isSymbol(tokens[i])){
                stack.push(tokens[i]);
            }else{
                int p2 = Integer.valueOf(stack.pop());
                int p1 = Integer.valueOf(stack.pop());

                if(tokens[i].equals("+")){
                    stack.push(String.valueOf(p1 + p2));
                }else if(tokens[i].equals("-")){
                    stack.push(String.valueOf(p1 - p2));
                }else if(tokens[i].equals("*")){
                    stack.push(String.valueOf(p1 * p2));
                }else if(tokens[i].equals("/")){
                    stack.push(String.valueOf(p1 / p2));
                }
            }
        }

        return Integer.valueOf(stack.peek());
    }
	
    //判断是否为符号
    public boolean isSymbol(String s){
        return s.equals("+") || s.equals("-") || s.equals("*") || s.equals("/");
    }
}

6. 前K个高频元素

347. 前 K 个高频元素

先使用hashmap获取每个元素出现的个数
存取优先队列中(堆)完成排序
取出前k个

注意在把entry这种二元组存入别的集合时,如果两个都为相同数据结构如int

可以直接使用int数组来存储

class Solution {
    public int[] topKFrequent(int[] nums, int k) {
        //得到每个元素的个数
        HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for(int i : nums){
            map.put(i, map.getOrDefault(i, 0) + 1);
        }

        //使用堆排序,倒序
        PriorityQueue<int[]> queue = new PriorityQueue<>((a,b)->b[1] - a[1]);
        for (Integer i : map.keySet()) {
            queue.offer(new int[]{i, map.get(i)});
        }

        int[] res = new int[k];

        for(int i = 0; i < k; i++){
            res[i] = queue.poll()[0];
        }

        return res;

    }
}