数据结构与算法------栈和队列

 232. 用栈实现队列

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
boolean 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]
 
解释：
MyQueue myQueue = new MyQueue();
myQueue.push(1); // queue is: [1]
myQueue.push(2); // queue is: [1, 2] (leftmost is front of the queue)
myQueue.peek(); // return 1
myQueue.pop(); // return 1, queue is [2]
myQueue.empty(); // return false

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

225. 用队列实现栈

请你仅使用两个队列实现一个后入先出（LIFO）的栈，并支持普通栈的全部四种操作（push、top、pop 和 empty）。

实现 MyStack 类：

void push(int x) 将元素 x 压入栈顶。
int pop() 移除并返回栈顶元素。
int top() 返回栈顶元素。
boolean empty() 如果栈是空的，返回 true ；否则，返回 false 。

class MyStack {
   Deque queue;
    
    public MyStack() {
        queue=new ArrayDeque<>();
      
    }
    
    public void push(int x) {
        queue.addLast(x);
    }
    
    public int pop() {
       int size=queue.size();
        size--;
        while(size-->0){
            queue.addLast(queue.poll());
        }
        int res=queue.pollFirst();
        return res;
    }
    
    public int top() {
        return queue.peekLast();
       
    }
    
    public boolean empty() {
       return queue.isEmpty();
    }
}

20. 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：

左括号必须用相同类型的右括号闭合。
左括号必须以正确的顺序闭合。

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
示例 4：
 
输入：s = "([)]"
输出：false
示例 5：
 
输入：s = "{[]}"
输出：true

//方法1 map
class Solution {
    public boolean isValid(String s) {
        Map map=new HashMap<>();
        Stack stack=new Stack<>();
        map.put(')','(');
        map.put(']','[');
        map.put('}','{');
 
        for(char ch:s.toCharArray()){
            if(!map.containsKey(ch)){
                stack.push(ch);
            }else{
                if(stack.isEmpty()||!map.get(ch).equals(stack.peek())){
                    return false;
                }else{
                     stack.pop();
                }
               
            }
        }
        if(stack.isEmpty()){
            return true;
        }
        return false;
    }
}
 
//方法2 
class Solution {
    public boolean isValid(String s) {
        Stack stack=new Stack<>();
 
        for(char ch:s.toCharArray()){
            if(ch=='('){
                stack.push(')');
            }else if(ch=='['){
                stack.push(']');
            }else if(ch=='{'){
                stack.push('}');
            }else{
                if(!stack.isEmpty()&&ch==stack.peek()){
                    stack.pop();
                 }else{
                    return false;
                }
            }
        }
        return stack.isEmpty();
    }
}

1047. 删除字符串中的所有相邻重复项

给出由小写字母组成的字符串 S，重复项删除操作会选择两个相邻且相同的字母，并删除它们。

在 S 上反复执行重复项删除操作，直到无法继续删除。

示例：
 
输入："abbaca"
输出："ca"
解释：
例如，在 "abbaca" 中，我们可以删除 "bb" 由于两字母相邻且相同，这是此时唯一可以执行删除操作的重复项。之后我们得到字符串 "aaca"，其中又只有 "aa" 可以执行重复项删除操作，所以最后的字符串为 "ca"。
 

class Solution {
    public String removeDuplicates(String S) {
        StringBuilder sb=new StringBuilder();
        Stack stack=new Stack<>();
 
        for(char ch:s.charArray()){
            
            if(stack.isEmpty()||stack.peek()!=ch){
                stack.push(ch);
                
            }else{
                stack.pop();
                
            }
        }
        for(int i=stack.size();i>=0;i--){
            sb.append(stack.pop());
        }
        return sb.toString();
    }
}

150. 逆波兰表达式求值

根据 逆波兰表示法，求表达式的值。

有效的算符包括 +、-、*、/ 。每个运算对象可以是整数，也可以是另一个逆波兰表达式。

示例 1：
 
输入：tokens = ["2","1","+","3","*"]
输出：9
解释：该算式转化为常见的中缀算术表达式为：((2 + 1) * 3) = 9
示例 2：
 
输入：tokens = ["4","13","5","/","+"]
输出：6
解释：该算式转化为常见的中缀算术表达式为：(4 + (13 / 5)) = 6
示例 3：
 
输入：tokens = ["10","6","9","3","+","-11","*","/","*","17","+","5","+"]
输出：22
解释：该算式转化为常见的中缀算术表达式为：
  ((10 * (6 / ((9 + 3) * -11))) + 17) + 5
= ((10 * (6 / (12 * -11))) + 17) + 5
= ((10 * (6 / -132)) + 17) + 5
= ((10 * 0) + 17) + 5
= (0 + 17) + 5
= 17 + 5
= 22
 

class Solution {
    public int evalRPN(String[] tokens) {
        int res=0;
        Deque stack=new ArrayDeque<>();
 
        for(int i=0;i
            if("+".equals(tokens[i])){
                res=stack.pop()+stack.pop();
                stack.push(res);
            }else if("-".equals(tokens[i])){
                res=-stack.pop()+stack.pop();
                stack.push(res);
            }else if("*".equals(tokens[i])){
                res=stack.pop()*stack.pop();
                stack.push(res);
            }else if("/".equals(tokens[i])){
                int num1=stack.pop();
                int num2=stack.pop();
                res=num2/num1;
                stack.push(res);
            }else{
                stack.push(Integer.valueOf(tokens[i]));
            }
        }
        return stack.pop();
    }
}

347. 前 K 个高频元素

给你一个整数数组 nums 和一个整数 k ，请你返回其中出现频率前 k 高的元素。你可以按 任意顺序 返回答案。

示例 1:
 
输入: nums = [1,1,1,2,2,3], k = 2
输出: [1,2]
示例 2:
 
输入: nums = [1], k = 1
输出: [1]
 

//大顶堆
class Solution {
    public int[] topKFrequent(int[] nums, int k) {
        Map map=new HashMap<>();
      
        for(int num:nums){
            map.put(num,map.getOrDefault(num,0)+1);
        }
 
        PriorityQueue> queue=new PriorityQueue<>((o1,o2)->o2.getValue()-o1.getValue());
 
        for(Map.Entry entry:map.entrySet()){
            queue.offer(entry);
        }
 
        int[] res=new int[k];
        for(int i=k-1;i>=0;i--){
            res[i]=queue.poll().getKey();
        }
 
        return res;
    }
}
 
//小顶堆
class Solution {
    public int[] topKFrequent(int[] nums, int k) {
        Map map=new HashMap<>();
      
        for(int num:nums){
            map.put(num,map.getOrDefault(num,0)+1);
        }
 
        PriorityQueue> queue=new PriorityQueue<>((o1,o2)->o1.getValue()-o2.getValue());
 
        for(Map.Entry entry:map.entrySet()){
            queue.offer(entry);
            if(queue.size()>k){
                queue.pop();
            }
        }
 
        int[] res=new int[k];
        for(int i=k-1;i>=0;i--){
            res[i]=queue.poll().getKey();
        }
 
        return res;
    }
}