栈与队列

在Python中可以使用列表(list)来实现队列和堆栈数据结构。

队列(queue)是一种先进先出(First-In-First-Out,FIFO)的数据结构,可以使用列表实现。Python 中的列表支持在末尾添加元素和在列表开头删除元素,这正好符合了队列的特点。

堆栈(stack)是一种后进先出(Last-In-First-Out,LIFO)的数据结构,同样可以使用列表实现。在 Python 中,列表的末尾是堆栈的顶部,可以使用列表的 append() 方法在末尾添加元素,使用 pop() 方法从末尾删除元素。

用栈实现队列

题目

使用栈实现队列的下列操作:

push(x) – 将一个元素放入队列的尾部。
pop() – 从队列首部移除元素。
peek() – 返回队列首部的元素。
empty() – 返回队列是否为空。

解题

class MyQueue:

    def __init__(self):
        # in 负责 push 操作,out 负责 pop 工作
        self.stack_in = []
        self.stack_out = []

    def push(self, x: int) -> None:
        # 将新元素放到 in 里面
        self.stack_in.append(x)

    def pop(self) -> int:
        if self.empty():
            return None
        # 判断out是否已经存入数据
        if self.stack_out:    
            return self.stack_out.pop()
        else:
	        # 将in中输入移动到out中
            for i in range(len(self.stack_in)):
                self.stack_out.append(self.stack_in.pop())
            return self.stack_out.pop()

    def peek(self) -> int:
        ans = self.pop()  # pop功能已实现,复用
        self.stack_out.append(ans)
        return ans

    def empty(self) -> bool:
        return not (self.stack_out or self.stack_in)

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

用队列实现栈

题目

使用队列实现栈的下列操作:

  • push(x) – 元素 x 入栈
  • pop() – 移除栈顶元素
  • top() – 获取栈顶元素
  • empty() – 返回栈是否为空

注意:

  • 你只能使用队列的基本操作– 也就是 push to back, peek/pop from front, size, 和 is empty 这些操作是合法的。
  • 你所使用的语言也许不支持队列。 你可以使用 list 或者 deque(双端队列)来模拟一个队列 , 只要是标准的队列操作即可。
  • 你可以假设所有操作都是有效的(例如, 对一个空的栈不会调用 pop 或者 top 操作)。

    解题

    需要知道的知识:popleft 是 Python 中 collections 模块(内置)中 deque(双端队列)对象的一个方法。popleft 用于从双端队列的左侧移除并返回第一个元素。
    在纸上进行相关流程的模拟有助于厘清思路。
    class MyStack:
    
        def __init__(self):
            self.que = deque()
    
        def push(self, x: int) -> None:
            self.que.append(x)
    
        def pop(self) -> int:
            if self.empty():
                return None
            for i in range(len(self.que) - 1):
                self.que.append(self.que.popleft())
            return self.que.popleft()
    
        def top(self) -> int:
            return self.que[-1]
    
        def empty(self) -> bool:
            return not self.que
    
    # Your MyStack object will be instantiated and called as such:
    # obj = MyStack()
    # obj.push(x)
    # param_2 = obj.pop()
    # param_3 = obj.top()
    # param_4 = obj.empty()

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