代码随想录【day 10 栈与队列】| 232.用栈实现队列、 225. 用队列实现栈

理论基础
LeetCode 232.用栈实现队列
- 题目链接：232.用栈实现队列
- 卡哥文解
- 视频讲解
- 解题思路（两个栈模拟队列）
- 实现难点
- 代码实现
LeetCode 225. 用队列实现栈
- 题目链接：LeetCode225.用队列实现栈
- 卡哥文解
- 视频讲解
- 解题思路（一个队列模拟栈）
- 实现难点
- 代码实现
day10总结复盘
- 补充

理论基础

栈和队列是STL（C++标准库）两个数据结构
队列是先进先出
栈是先进后出
栈提供push和pop等接口，所有元素必须符合先进后出规则，栈不提供走访功能，也不提供迭代器(iterator)。
栈的底层实现可以是vector，deque，list

Q1: STL中栈和队列不被归类为容器，而被归类为container adapter（容器适配器）
Q2: 三个最为普遍的STL版本为HP STL 、P.J.Plauger STL、SGI STL（SGI STL是开源软件，源码可读性甚高）
Q3: 常用的SGI STL 如果没有指定底层实现的话，默认是以deque为缺省情况下栈的底层结构

LeetCode 232.用栈实现队列

视频讲解

题目描述：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

解题思路（两个栈模拟队列）

1、假设所有操作都是有效的（例如一个空的队列不会调用pop或者peek操作）
2、使用两个栈（in入栈 out出栈）实现队列先进先出的特点注：将入栈里所有元素都放到出栈里
3、push数据：只要数据放进入栈 stIn.push(x);
4、pop元素：出栈如果为空就把入栈数据全部导入，再从出栈弹出栈顶元素 result = stOut.top(); 如果输出栈不为空，直接从出栈弹出数据。
5、判断队列为空：入栈和出栈都为空

实现难点

1、栈的标准操作包括
初始化一个栈 stack< int> stIn;
push元素将对象压入栈顶 stIn.push(x);
判断为空 stIn.empty()
获得栈顶元素 stIn.top()
弹出栈顶元素 stIn.pop();
返回栈中元素的个数 stIn.size();
2、peek()的实现中复用了pop() （具体实现思路为先调用pop() 再将弹出的元素添加回去）
全局函数内无法直接调用struct类型变量内的成员，必须传一个struct指针（this指针）
this->加上成员名就是调用这个对象的成员

代码实现

class MyQueue {public:// 初始化 入栈 & 出栈stack<int> stIn;stack<int> stOut;MyQueue() {}void push(int x) {stIn.push(x);}int pop() {// 当stOut为空 再从stIn导入数据if(stOut.empty()){while(!stIn.empty()){stOut.push(stIn.top());stIn.pop();}}int result = stOut.top();stOut.pop();return result;}int peek() {int res = this->pop();stOut.push(res);return res;}bool empty() {return stIn.empty() && stOut.empty();}
};/*** 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();* bool param_4 = obj->empty();*/

题目描述：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 。

解题思路（一个队列模拟栈）

将队列头部元素（除最后一个元素外）重新添加到队列尾部

实现难点

C++ queue用法：只能访问queue的第一个和最后一个元素，只能在容器末尾添加新元素，只能从头部移除元素。
移除第一个元素 que.pop();
在尾部添加一个新的元素 que.push(x);
访问第一个元素 que.front();
访问最后一个元素 que.back()

代码实现

class MyStack {public:// 初始化 队列queue<int> que;MyStack() {}void push(int x) {que.push(x);}int pop() {// 将队列头部元素（除最后一个元素外）重新添加到队列尾部int size = que.size();size--;while(size--){que.push(que.front());que.pop();}int result = que.front();que.pop();return result;}int top() {return que.back();}bool empty() {return que.empty();}
};/*** 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();* bool param_4 = obj->empty();*/

day10总结复盘

1、之前对于队列和栈的理解只停留在先进先出以及先进后出的层面，写完这两题利用代码实现了一些基本操作加深了理解
2、需要用两个栈来模拟队列，而可以只用一个队列来模拟栈。

补充

操作系统中堆（heap）和栈（stack）都是指内存空间。

不同的堆为按需申请、动态分配，例如C中的malloc函数和C++中的new操作。（例如：p1 = (char *)malloc(10); ）
堆基本上可以理解为当前可以使用的空闲内存，但是其申请和释放都要程序员进行代码管理。（如果使用后忘记释放，会造成所谓的内存泄漏问题）
栈是程序运行时自动拥有的一小块内存，由编译器自动分配释放，存放函数的参数值、局部变量的值（int a;）当这个局部变量离开其作用域后，所占用的内存就会自动释放。
栈的空间有限制，一旦局部变量申请过多（例如开了超大数组），或者函数调用太深(例如递归太多次)就会导致栈溢出。
生长方向：堆生长（扩展）方向向上，向着内存地址增加的方向；栈生长（扩展）方向向下，向着内存地址减小的方向增长。
参考文献
https://programmercarl.com/%E6%A0%88%E4%B8%8E%E9%98%9F%E5%88%97%E7%90%86%E8%AE%BA%E5%9F%BA%E7%A1%80.html
https://zhuanlan.zhihu.com/p/88151799