剑指offer 09、30：栈与队列

1.栈与队列详解

1.栈

这两篇博客讲得很详细：Java栈详解
C++栈详解
我总结一下：

栈是只能从一端进行元素的添加和删除的操作受限的线性表，可以用线性表和链表手动实现；线性存储结构；栈中元素遵循先进后出"(First In Last Out)的原则，简称FILO结构；只能在栈顶进行插入和删除操作。
栈的相关概念：
栈顶与栈底：允许元素插入与删除的一端称为栈顶，另一端称为栈底。
压栈：栈的插入操作，叫做进栈，也称压栈、入栈。
弹栈：栈的删除操作，也叫做出栈。
Java标准栈Stack：

Stack<T>mystack=new Stack<T>();//定义
public boolean isEmpty()//判断栈是否为空
public int getLength()//获取栈中元素的个数
public void push(T t)//压栈（向栈顶放入元素）
public T pop()//出栈（拿出栈顶元素，并得到它的值）
public T getHeadNext()//获取栈顶元素（未拿出）
public boolean contains(T t)//判断栈中是否包含该元素

C++标准栈：stack：
包含头文件： #include< stack >

stack< int > s;    //定义
s.empty();         //如果栈为空则返回true, 否则返回false;
s.size();          //返回栈中元素的个数
s.top();           //返回栈顶元素, 但不删除该元素
s.pop();           //弹出栈顶元素, 但不返回其值
s.push();          //将元素压入栈顶

2.队列

队列是先进先出（First In First Out）FIFO的线性存储结构；可以使用顺序存储和链式存储手动实现；只允许在队首删除元素，在队尾插入元素。
在java中队列有两种实现方式：循环数组ArrayDeque和链表LinkedList。
java实现Queue：

//新建
Queue<T> queue = new LinkedList<>();
//添加元素
queue.offer(T1);
//删除元素
queue.poll(T1);
//查看队首元素
queue.peek();

offer，add 区别：

一些队列有大小限制，因此如果想在一个满的队列中加入一个新项，多出的项就会被拒绝。

这时新的 offer 方法就可以起作用了。它不是对调用 add() 方法抛出一个 unchecked 异常，而只是得到由 offer() 返回的 false。

poll，remove 区别：

remove() 和 poll() 方法都是从队列中删除第一个元素。remove() 的行为与 Collection 接口的版本相似，但是新的 poll() 方法在用空集合调用时不是抛出异常，只是返回 null。因此新的方法更适合容易出现异常条件的情况。

peek，element区别：

element() 和 peek() 用于在队列的头部查询元素。与 remove() 方法类似，在队列为空时， element() 抛出一个异常，而 peek() 返回 null。

2.剑指offer09：用两个栈实现队列

1.题目描述

2.题目解析

我的思路：

1.栈为先进后出，队列是先进先出，所以可以使用一个栈A存储数据，在删除队列元素时将栈内所有元素倒序入另一个栈B，然后去除栈顶元素将所有元素倒入栈A。
2.java实现：

class CQueue {Stack<Integer>ru;Stack<Integer>chu;public CQueue() {ru=new Stack<Integer>();chu=new Stack<Integer>();}public void appendTail(int value) {ru.push(new Integer(value));}public int deleteHead() {if(ru.empty())return -1;while(!ru.empty()){Integer tem=ru.pop();chu.push(tem);}int res=chu.pop();while(!chu.empty()){Integer tem=chu.pop();ru.push(tem);}return res;}
}

结果：

可以看到不高效，因为每次除去队列首元素时都进行了两次倾倒动作。

大佬思路：

一个栈A接收元素，然后删除队首元素时，将所有元素倒入另一个栈B，去除B栈顶元素即为去除队列首元素。以后再添加元素即加入A栈顶即可，删除元素时需要看B：

若B中还有元素，直接去除栈顶元素即可；
若B中无元素A中有元素，直接将A中所有元素入B，然后再去除栈顶元素；
若AB中均无元素，直接返回-1。

class CQueue {LinkedList<Integer> A, B;public CQueue() {A = new LinkedList<Integer>();B = new LinkedList<Integer>();}public void appendTail(int value) {A.addLast(value);}public int deleteHead() {if(!B.isEmpty()) return B.removeLast();if(A.isEmpty()) return -1;while(!A.isEmpty())B.addLast(A.removeLast());return B.removeLast();}
}// 作者：jyd
// 链接：https://leetcode-cn.com/problems/yong-liang-ge-zhan-shi-xian-dui-lie-lcof/solution/mian-shi-ti-09-yong-liang-ge-zhan-shi-xian-dui-l-2/
// 来源：力扣（LeetCode）
// 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

自己实现大佬思路：

class CQueue {Stack<Integer>a,b;public CQueue() {a=new Stack<Integer>();b=new Stack<Integer>();}public void appendTail(int value) {a.push(new Integer(value));}public int deleteHead() {if(!b.empty()){return b.pop();}else if(!a.empty()){while(!a.empty()){Integer temp=a.pop();b.push(temp);}return b.pop();}elsereturn -1;}
}

3.剑指offer30：用包含min的栈

1.题目描述

2.题目解析

我的思路：

第一眼看到时就想拿个int存储最小值，但是最小值去除之后再找最小值就难以操作，需要记录第二小的值。
于是我查看了题解，只需要一个辅助栈存储逆序的值即可，关键是因为栈的特性，已存在的数据位置不会改变，所以只需存储从第一个元素开始的严格逆序的元素即可。

实现：

class MinStack {Stack<Integer>st;Stack<Integer>helpst;/** initialize your data structure here. */public MinStack() {st=new Stack<Integer>();helpst=new Stack<Integer>();}public void push(int x) {st.push(new Integer(x));if(helpst.empty()){helpst.push(new Integer(x));return;}if(x<=helpst.peek().intValue())helpst.push(new Integer(x));}public void pop() {int temp=st.pop();if(temp==helpst.peek().intValue())helpst.pop();}public int top() {return st.peek().intValue();}public int min() {return helpst.peek().intValue();}
}

4.总结

1.我好像没有深入理解栈与队列的特性，比如第二题中，辅助栈只需存储逆序元素即可，我还反应了好一会儿才明白；
2.编程手感要一直练才会存在。
3.参考：
java队列
java栈