1、实现循环队列
【OJ链接】
循环队列一般通过数组实现。我们需要解决几个问题。
（1）数组下标实现循环
a、下标最后再往后(offset 小于 array.length): index = (index + offset) % array.length。通俗一点，就是如果我们的数组大小为8，下标走到了7，再往后如何回到0，我们可以（index+1）%8来实现。
b、下标最前再往前的时候，我们特殊判断一下，将其置为数组大小减一即可。
（2）区分队列的满与空
我们可以给数组预留一个位置，如果rear+1=front，则表示队列已满；如果rear=front，表示队列为空。这个情况下，我们需要考虑队列大小的问题，在定义数组大小时，需要比原有的大一。
【代码如下】
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class MyCircularQueue { public int front; public int rear; public int [] array;
//构造方法 public MyCircularQueue( int k) { //因为预留位置的缘故，数组的大小要定义为k+1 this .array= new int [k+ 1 ]; } //入队 public boolean enQueue( int value) { if (isFull()){ return false ; } this .array[ this .rear]=value; this .rear=( this .rear+ 1 )% this .array.length; return true ; } //出队 public boolean deQueue() { if (isEmpty()){ return false ; } this .front=( this .front+ 1 )% this .array.length; return true ; } //获取队头 public int Front() { if (isEmpty()){ return - 1 ; } return this .array[front]; } //获取队尾 public int Rear() { if (isEmpty()){ return - 1 ; } int index=- 1 ; if ( this .rear== 0 ){ index= this .array.length- 1 ; } else { index= this .rear- 1 ; } return this .array[index]; } //判断是否为空 public boolean isEmpty() { if ( this .front== this .rear){ return true ; } return false ; } //判断队列是否满 public boolean isFull() { if (( this .rear+ 1 )% this .array.length== this .front){ return true ; } return false ; } } |
2、队列实现栈
【OJ链接】
因为栈的先进后出、队列的先进先出原则。我们需要两个队列来实现栈。当两个队列都为空时，栈为空。
入栈（push）：第一次入栈无所谓，两个队列都为空，随便选择一个队列入队即可；后面入栈时，肯定会有一个队列不为空，找到不为空的队列，进行入队操作。 出栈（pop）：首先栈为空时，不能进行出栈操作；栈不为空时，肯定有一个队列为空（queue1），一个队列不为空（queue2），将queue1中的size-1个元素出栈到queue2中（特别注意不能将求queue1大小的函数放进循环里，queue进行出队操作时，其大小是改变的），最后将queue1中最后一个元素进行出队最为返回值。 获取栈顶元素（top）：和出栈差不多，就不细说了【代码如下】
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class MyStack { private Queue<Integer> queue1; private Queue<Integer> queue2;
//构造方法 public MyStack() { queue1= new LinkedList<>(); queue2= new LinkedList<>(); } //入栈 public void push( int x) { if (!queue2.isEmpty()){ queue2.offer(x); } else { queue1.offer(x); } } //出栈 public int pop() { if (empty()){ return - 1 ; } if (queue1.isEmpty()){ int size=queue2.size(); for ( int i= 0 ;i<size- 1 ;++i){ int x=queue2.poll(); queue1.offer(x); } return queue2.poll(); } else { int size=queue1.size(); for ( int i= 0 ;i<size- 1 ;++i){ int x=queue1.poll(); queue2.offer(x); } return queue1.poll(); } } //获取栈顶元素 public int top() { if (empty()){ return - 1 ; } if (queue1.isEmpty()){ int x=- 1 ; int size=queue2.size(); for ( int i= 0 ;i<size;++i){ x=queue2.poll(); queue1.offer(x); } return x; } else { int size=queue1.size(); int x=- 1 ; for ( int i= 0 ;i<size;++i){ x=queue1.poll(); queue2.offer(x); } return x; } } //判断栈是否为空 public boolean empty() { if (queue1.isEmpty()&&queue2.isEmpty()){ return true ; } return false ; } } |
3、栈实现队列
【OJ链接】
还是和上面一样，需要用到两个栈（stack1、stack2）。和实现栈列不同的是，入队只能对同一个栈进行操作。如果两个栈都为空，则队列为空。
入队（push）：规定stack1用来入队。每次入队时，对stack1进行入栈操作即可。 出队（pop）：规定stack2进行出队操作。如果队列为空时，不能进行出队操作。当stack2为空时，我们需要将stack1中所有元素出栈，放入stack2中，然后对stack2进行出栈操作。如果stack2不为空，则直接对stack2进行出栈操作即可。 获取队列开头元素（peek）：和出栈操作相同，最后只需要获取stack2的栈顶元素即可。【代码如下】
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class MyQueue { private Stack<Integer> stack1; private Stack<Integer> stack2; //构造方法 public MyQueue() { stack1= new Stack<>(); stack2= new Stack<>(); } //入队操作 public void push( int x) { stack1.push(x); } //出队操作 public int pop() { if (stack2.empty()){ int size=stack1.size(); for ( int i= 0 ;i<size;++i){ int x=stack1.pop(); stack2.push(x); } } return stack2.pop();
} //获取队列开头的元素 public int peek() { if (stack2.empty()){ int size=stack1.size(); for ( int i= 0 ;i<size;++i){ int x=stack1.pop(); stack2.push(x); } } return stack2.peek(); } //判断队列是否为空 public boolean empty() { if (stack1.empty()&&stack2.empty()){ return true ; } return false ; } } |
4、实现最小栈
【OJ链接】
其实就是要在O(1)的时间复杂度内找到栈的最小元素。需要两个栈来实现，一个栈来进行出栈、入栈操作。只需要保证不管如何操作，另一个栈的栈顶元素都是当前栈的最小元素即可。
两个栈stack1、stack2，站的操作都在stack1中：
入栈：如果第一次入栈，我们需要将其也放入stack2中，之后的入栈，将入栈元素与stack2的栈顶元素进行比较，如果其小于stack2的栈顶元素，则将其放入stack2中。 出栈：对stack1出栈时，将其与stack2的栈顶元素进行比较，如果其等于stack2的栈顶元素，则对stack2进行出栈操作。这样就能保证stack2的栈顶元素总是stack1的最小元素。注意：如果stack1中入栈两个相同的最小元素，都需要对stack2进行入栈。
【代码如下】
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class MinStack { private Stack<Integer> stack1; private Stack<Integer> stack2; //构造方法 public MinStack() { stack1= new Stack<>(); stack2= new Stack<>(); } //入栈 public void push( int val) { stack1.push(val); if (stack2.empty()){ stack2.push(val); } else { if (val<=stack2.peek()){ stack2.push(val); } } } //出栈 public void pop() { int x=stack1.pop(); if (x==stack2.peek()){ stack2.pop(); } } //获取栈顶元素 public int top() { return stack1.peek(); } //获取栈的最小元素 public int getMin() { return stack2.peek(); } } |
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