剑指 offer 第 1 天

第 1 天

栈与队列（简单）

剑指 Offer 09. 用两个栈实现队列

用两个栈实现一个队列。队列的声明如下，请实现它的两个函数 appendTail 和 deleteHead ，分别完成在队列尾部插入整数和在队列头部删除整数的功能。(若队列中没有元素，deleteHead 操作返回 -1 )

示例 1：

输入：
["CQueue","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[3],[],[]]
输出：[null,null,3,-1]

示例 2：

输入：
["CQueue","deleteHead","appendTail","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[],[5],[2],[],[]]
输出：[null,-1,null,null,5,2]

提示：

• 1 <= values <= 10000
• 最多会对 appendTail、deleteHead 进行 10000 次调用

解题思路：模拟过程

模拟过程：入队时直接入栈1；出队时先对栈1出栈，同时栈2入栈，直到栈1空，再对栈2出栈

class CQueue {
    Deque<Integer> stack1;
    Deque<Integer> stack2;
    
    public CQueue() {
        stack1 = new LinkedList<Integer>();
        stack2 = new LinkedList<Integer>();
    }
    
    public void appendTail(int value) {
        stack1.push(value);
    }
    
    public int deleteHead() {
        // 如果第二个栈为空
        if (stack2.isEmpty()) {
            while (!stack1.isEmpty()) {
                stack2.push(stack1.pop());
            }
        } 
        if (stack2.isEmpty()) {
            return -1;
        } else {
            int deleteItem = stack2.pop();
            return deleteItem;
        }
    }
}

复杂度：时间 O(n) 空间 O(n)

剑指 Offer 30. 包含min函数的栈

定义栈的数据结构，请在该类型中实现一个能够得到栈的最小元素的 min 函数在该栈中，调用 min、push 及 pop 的时间复杂度都是 O(1)。

示例:

MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.min();   --> 返回 -3.
minStack.pop();
minStack.top();      --> 返回 0.
minStack.min();   --> 返回 -2.

提示：

1. 各函数的调用总次数不超过 20000 次

解题思路：双栈

双栈：利用额外的一个栈保存当前最小值

class MinStack {

    private final Stack<Integer> dataStack; // 数据栈
    private final Stack<Integer> minStack; // 辅助栈，记录每次有元素进栈后或者出栈后，元素的最小值
    /** initialize your data structure here. */
    public MinStack() {
        // 初始化辅助栈和数据栈
        dataStack = new Stack<>();
        minStack = new Stack<>();
    }
    public void push(int x) {
        // 如果记录当前数据栈中最小值的辅助栈为空，或者最小值小于 x，则将 x 设置为最小值，即进辅助栈
        if(minStack.isEmpty() || minStack.peek() > x){
            minStack.push(x);
        }else{
            // 如果数据栈中当前最小值 < x, 则继续将最小值设置为上次的最小值
            minStack.push(minStack.peek());
        }
        dataStack.push(x);// 数据栈，进栈
    }

    public void pop() {
        minStack.pop();// 辅助栈，栈出栈
        dataStack.pop();// 数据栈，出栈
    }

    public int top() {
        return dataStack.peek();
    }

    public int min() {
        return minStack.peek();
    }
}

/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * MinStack obj = new MinStack();
 * obj.push(x);
 * obj.pop();
 * int param_3 = obj.top();
 * int param_4 = obj.min();
 */

复杂度：时间 O(1) 空间 O(n)