训练营第十天 | 232.用栈实现队列、225. 用队列实现栈、20. 有效的括号、1047. 删除字符串中的所有相邻重复项

一、基础知识

栈与队列的内部实现机制

队列是先进先出，栈是先进后出

四个关于栈的问题

1、C++中stack 是容器么？

 栈和队列是STL（C++标准库）里面的两个数据结构

STL中栈往往不被归类为容器，而被归类为container adapter（容器适配器）

STL 队列也不被归类为容器，而被归类为container adapter（ 容器适配器）

2、我们使用的stack是属于哪个版本的STL？

栈和队列是SGI STL里面的数据结构

三个最为普遍的STL版本：

1. HP STL 其他版本的C++ STL，一般是以HP STL为蓝本实现出来的，HP STL是C++ STL的第一个实现版本，而且开放源代码。

2. P.J.Plauger STL 由P.J.Plauger参照HP STL实现出来的，被Visual C++编译器所采用，不是开源的。

3. SGI STL 由Silicon Graphics Computer Systems公司参照HP STL实现，被Linux的C++编译器GCC所采用，SGI STL是开源软件，源码可读性甚高。

3、我们使用的STL中stack是如何实现的？

栈的内部结构，栈的底层实现可以是vector，deque，list 都是可以的， 主要就是数组和链表的底层实现。

栈是以底层容器完成其所有的工作，对外提供统一的接口，底层容器是可插拔的（也就是说我们可以控制使用哪种容器来实现栈的功能）。

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。

deque是一个双向队列，只要封住一段，只开通另一端就可以实现栈的逻辑了。

SGI STL中 队列底层实现缺省情况下一样使用deque实现的。

可以指定vector为栈的底层实现，初始化stack的语句如下：

std::stack<int, std::vector<int> > third;  // 使用vector为底层容器的栈

可以指定list 为队列的底层实现，初始化queue的语句如下：

std::queue<int, std::list<int>> third; // 定义以list为底层容器的队列

4、stack 提供迭代器来遍历stack空间么？

栈提供push 和 pop 等等接口，所有元素必须符合先进后出规则，所以栈不提供走访功能，也不提供迭代器(iterator)。 不像是set 或者map 提供迭代器iterator来遍历所有元素。

二、题目

232.用栈实现队列

做题思路

用两个栈实现队列，一个模拟入栈操作，一个模拟出栈操作

代码细节

// stack.top()：返回最后入栈的元素，位于栈的最顶端（也就是最后一个被插入的元素）的元素
class MyQueue {
public:
    // 用两个栈实现队列，一个模拟入栈操作，一个模拟出栈操作
    stack<int> stack_1;
    stack<int> stack_2;
    MyQueue() {

    }
    // 将元素 x 推到队列的末尾
    void push(int x) {
        stack_1.push(x);
    }
    // 从队列的开头移除并返回元素，注意看动画，可以想象成给杯子倒水
    int pop() {
        // 注意点：只有当stack_2为空的时候，才能从stack_1里导入全部数据
        if (stack_2.empty()) {
            while (!stack_1.empty()) {
                // 栈顶元素 c 是最后入栈1的元素，把最后入栈1的元素 c 先放进栈2里，出栈2时就先出 c 
                stack_2.push(stack_1.top());
                stack_1.pop();
            }
        }
        // 栈顶元素是最后入栈的元素
        int res = stack_2.top();
        stack_2.pop();
        return res;
    }
    // 返回队列开头的元素，即第一个入队列的元素
    // 同pop函数
    int peek() {
        // 直接使用已有的pop函数
        int res= this->pop();
        // 恢复原位
        stack_2.push(res);
        return res;
    }
    // 如果队列为空，返回 true ；否则，返回 false
    bool empty() {
        return stack_1.empty() && stack_2.empty();
    }
};

225. 用队列实现栈

做题思路

法1：用两个队列que1和que2实现栈的功能，que2其实完全就是一个备份的作用，把que1最后面的元素以外的元素都备份到que2，然后弹出最后面的元素，再把其他元素从que2导回que1。

法2：用一个队列实现栈的功能，在模拟栈弹出元素的时候，只要将队列头部的元素（除了最后一个元素外） 重新添加到队列尾部，此时再去弹出元素就是栈的顺序了。

代码细节

// que.front()：返回队列的第一个元素
// que.back()：返回队列的最后一个元素
class MyStack {
public:
    // 用一个队列实现栈的功能
    queue<int> que;
    MyStack() {

    }
    // 将元素 x 压入栈顶。
    void push(int x) {
        que.push(x);
    }
    // 移除并返回栈顶元素
    int pop() {
        int size = que.size()-1;
        // 最后一个元素保留不变
        while(size--) {
            // 把队列的第一个元素（除了最后一个元素）重新添加到队列尾部
            que.push(que.front());
            que.pop();
        }
        // 取值，弹出，返回值
        int res = que.front();
        que.pop();
        return res;
    }
    // 返回栈顶元素
    int top() {
        return que.back();
    }
    // 如果栈是空的，返回 true ；否则，返回 false 。
    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();
 */

20. 有效的括号

做题思路

代码细节

1047. 删除字符串中的所有相邻重复项

做题思路

代码细节