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数据结构:栈与队列OJ题

2024/12/26 0:19:01 来源:https://blog.csdn.net/2401_86551514/article/details/141029661  浏览:    关键词:数据结构:栈与队列OJ题

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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。

 

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