Go語言中沒有隊(duì)列和棧相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);但可以借助切片來實(shí)現(xiàn)棧與隊(duì)列的操作。go語言實(shí)現(xiàn)棧和隊(duì)列主要用到append和切片(用內(nèi)置數(shù)組類型進(jìn)行操作),創(chuàng)建棧和隊(duì)列的語法“make([]int, 0)”,入棧和入隊(duì)的語法“append(stack, 10)”,出棧的語法“v:=stack[len(stack)-1] stack = stack[:len(stack)-1]”。
本教程操作環(huán)境:windows7系統(tǒng)、GO 1.18版本、Dell G3電腦。
go語言中,并沒有棧與隊(duì)列相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),但是我們可以借助切片來實(shí)現(xiàn)棧與隊(duì)列的操作;接下來我們一起實(shí)現(xiàn)棧與隊(duì)列基本操作,并且還會(huì)實(shí)現(xiàn)用棧實(shí)現(xiàn)隊(duì)列,用隊(duì)列實(shí)現(xiàn)棧的操作。
實(shí)現(xiàn)棧與隊(duì)列基本操作
1、?;静僮?/strong>
go語言實(shí)現(xiàn)棧和隊(duì)列主要用到append 和切片(用內(nèi)置數(shù)組類型進(jìn)行操作)
//創(chuàng)建棧 stack := make([]int, 0) //push壓入棧 stack = append(stack, 10) //pop彈出 v := stack[len(stack)-1] stack = stack[:len(stack)-1] //檢查???len(stack) == 0
2、隊(duì)列基本操作
//創(chuàng)建隊(duì)列 queue := make([]int, 0) //enqueue入隊(duì) queue = append(queue, 10) //dequeue出隊(duì) v := queue[0] queue = queue[1:] //檢查隊(duì)列為空 len(queue) == 0
用棧實(shí)現(xiàn)隊(duì)列
1、理論
使用棧來模式隊(duì)列的行為,如果僅僅用一個(gè)棧,是一定不行的,所以需要兩個(gè)棧一個(gè)輸入棧,一個(gè)輸出棧,這里要注意輸入棧和輸出棧的關(guān)系。
下面動(dòng)畫模擬以下隊(duì)列的執(zhí)行過程如下:
執(zhí)行語句:
queue.push(1); queue.push(2); queue.pop(); 注意此時(shí)的輸出棧的操作 queue.push(3); queue.push(4); queue.pop(); queue.pop();注意此時(shí)的輸出棧的操作 queue.pop(); queue.empty();
在push數(shù)據(jù)的時(shí)候,只要數(shù)據(jù)放進(jìn)輸入棧就好,但在pop的時(shí)候,操作就復(fù)雜一些,輸出棧如果為空,就把進(jìn)棧數(shù)據(jù)全部導(dǎo)入進(jìn)來(注意是全部導(dǎo)入),再從出棧彈出數(shù)據(jù),如果輸出棧不為空,則直接從出棧彈出數(shù)據(jù)就可以了。
最后如何判斷隊(duì)列為空呢?如果進(jìn)棧和出棧都為空的話,說明模擬的隊(duì)列為空了。
2、算法題
接下來看一下LeetCode原題
232. 用棧實(shí)現(xiàn)隊(duì)列
請(qǐng)你僅使用兩個(gè)棧實(shí)現(xiàn)先入先出隊(duì)列。隊(duì)列應(yīng)當(dāng)支持一般隊(duì)列支持的所有操作(push、pop、peek、empty):
實(shí)現(xiàn) MyQueue 類:
void push(int x) 將元素 x 推到隊(duì)列的末尾 int pop() 從隊(duì)列的開頭移除并返回元素 int peek() 返回隊(duì)列開頭的元素 boolean empty() 如果隊(duì)列為空,返回 true ;否則,返回 false 說明:
你 只能 使用標(biāo)準(zhǔn)的棧操作 —— 也就是只有 push to top, peek/pop from top, size, 和 is empty 操作是合法的。 你所使用的語言也許不支持棧。你可以使用 list 或者 deque(雙端隊(duì)列)來模擬一個(gè)棧,只要是標(biāo)準(zhǔn)的棧操作即可。
3、思路
解決這個(gè)問題,需要一個(gè)輸出棧和輸入棧
先將數(shù)據(jù)放到輸入棧,再把數(shù)據(jù)從輸入棧放到輸出棧,此時(shí)輸出棧輸出數(shù)據(jù)的順序就和隊(duì)列一樣了,先入先出
4、代碼部分
type MyQueue struct { stackIn []int // 用來保存Push數(shù)據(jù) stackOut []int // 用來保存Pop數(shù)據(jù) } // 棧構(gòu)造器 func Constructor() MyQueue { return MyQueue{ stackIn: make([]int, 0), stackOut: make([]int, 0), } } func (this *MyQueue) Push(x int) { // 判斷stackOut中是否有元素,有的話全部放到stackIn for len(this.stackOut) != 0 { val := this.stackOut[len(this.stackOut)-1] this.stackOut = this.stackOut[:len(this.stackOut)-1] this.stackIn = append(this.stackIn, val) } // 將數(shù)據(jù)加進(jìn)stackIn this.stackIn = append(this.stackIn, x) } func (this *MyQueue) Pop() int { // 判斷stackIn中是否有元素,有的話全部放到stackOut for len(this.stackIn) != 0 { val := this.stackIn[len(this.stackIn)-1] this.stackIn = this.stackIn[:len(this.stackIn)-1] this.stackOut = append(this.stackOut, val) } // stackOut為零,說明沒有元素,return 0 if len(this.stackOut) == 0 { return 0 } // stackOut Pop 元素 res := this.stackOut[len(this.stackOut)-1] this.stackOut = this.stackOut[:len(this.stackOut)-1] return res } func (this *MyQueue) Peek() int { // 調(diào)用Pop()方法 val := this.Pop() // val為零,說明沒有元素,return 0 if val == 0 { return 0 } // Pop()方法刪除了val,這里加上 this.stackOut = append(this.stackOut, val) return val } func (this *MyQueue) Empty() bool { // 兩個(gè)棧都為空,說明為空,否則不為空 return len(this.stackOut) == 0 && len(this.stackIn) == 0 }
代碼可以直接拿到力扣上運(yùn)行。我已經(jīng)將細(xì)節(jié)全部用注釋解釋了,如果不懂可以私信博主。
用隊(duì)列實(shí)現(xiàn)棧
1、理論
隊(duì)列模擬棧,其實(shí)一個(gè)隊(duì)列就夠了,那么我們先說一說兩個(gè)隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)棧的思路。
隊(duì)列是先進(jìn)先出的規(guī)則,把一個(gè)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入另一個(gè)隊(duì)列中,數(shù)據(jù)的順序并沒有變,并沒有變成先進(jìn)后出的順序。
所以用棧實(shí)現(xiàn)隊(duì)列, 和用隊(duì)列實(shí)現(xiàn)棧的思路還是不一樣的,這取決于這兩個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)。
但是依然還是要用兩個(gè)隊(duì)列來模擬棧,只不過沒有輸入和輸出的關(guān)系,而是另一個(gè)隊(duì)列完全用又來備份的!
如下面動(dòng)畫所示,用兩個(gè)隊(duì)列que1和que2實(shí)現(xiàn)隊(duì)列的功能,que2其實(shí)完全就是一個(gè)備份的作用,把que1最后面的元素以外的元素都備份到que2,然后彈出最后面的元素,再把其他元素從que2導(dǎo)回que1。
模擬的隊(duì)列執(zhí)行語句如下:
queue.push(1); queue.push(2); queue.pop(); // 注意彈出的操作 queue.push(3); queue.push(4); queue.pop(); // 注意彈出的操作 queue.pop(); queue.pop(); queue.empty();
2、算法題
接下來看一下LeetCode原題225. 用隊(duì)列實(shí)現(xiàn)棧
請(qǐng)你僅使用兩個(gè)隊(duì)列實(shí)現(xiàn)一個(gè)后入先出(LIFO)的棧,并支持普通棧的全部四種操作(push、top、pop 和 empty)。
實(shí)現(xiàn) MyStack 類:
void push(int x) 將元素 x 壓入棧頂。 int pop() 移除并返回棧頂元素。 int top() 返回棧頂元素。 boolean empty() 如果棧是空的,返回 true ;否則,返回 false 。
注意:
你只能使用隊(duì)列的基本操作 —— 也就是 push to back、peek/pop from front、size 和 is empty 這些操作。 你所使用的語言也許不支持隊(duì)列。 你可以使用 list (列表)或者 deque(雙端隊(duì)列)來模擬一個(gè)隊(duì)列 , 只要是標(biāo)準(zhǔn)的隊(duì)列操作即可。
3、思路
用兩個(gè)隊(duì)列que1和que2實(shí)現(xiàn)隊(duì)列的功能,que2其實(shí)完全就是一個(gè)備份的作用,把que1最后面的元素以外的元素都備份到que2,然后彈出最后面的元素,再把其他元素從que2導(dǎo)回que1。
4、使用兩個(gè)隊(duì)列實(shí)現(xiàn)
type MyStack struct { //創(chuàng)建兩個(gè)隊(duì)列 queue1 []int queue2 []int } func Constructor() MyStack { return MyStack{ //初始化 queue1:make([]int,0), queue2:make([]int,0), } } func (this *MyStack) Push(x int) { //先將數(shù)據(jù)存在queue2中 this.queue2 = append(this.queue2,x) //將queue1中所有元素移到queue2中,再將兩個(gè)隊(duì)列進(jìn)行交換 this.Move() } func (this *MyStack) Move(){ if len(this.queue1) == 0{ //交換,queue1置為queue2,queue2置為空 this.queue1,this.queue2 = this.queue2,this.queue1 }else{ //queue1元素從頭開始一個(gè)一個(gè)追加到queue2中 this.queue2 = append(this.queue2,this.queue1[0]) this.queue1 = this.queue1[1:] //去除第一個(gè)元素 this.Move() //重復(fù) } } func (this *MyStack) Pop() int { val := this.queue1[0] this.queue1 = this.queue1[1:] //去除第一個(gè)元素 return val } func (this *MyStack) Top() int { return this.queue1[0] //直接返回 } func (this *MyStack) Empty() bool { return len(this.queue1) == 0 }
5、優(yōu)化
其實(shí)這道題目就是用一個(gè)隊(duì)列就夠了。
一個(gè)隊(duì)列在模擬棧彈出元素的時(shí)候只要將隊(duì)列頭部的元素(除了最后一個(gè)元素外) 重新添加到隊(duì)列尾部,此時(shí)在去彈出元素就是棧的順序了。
6、使用一個(gè)隊(duì)列實(shí)現(xiàn)
type MyStack struct { queue []int//創(chuàng)建一個(gè)隊(duì)列 } /** Initialize your data structure here. */ func Constructor() MyStack { return MyStack{ //初始化 queue:make([]int,0), } } /** Push element x onto stack. */ func (this *MyStack) Push(x int) { //添加元素 this.queue=append(this.queue,x) } /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */ func (this *MyStack) Pop() int { n:=len(this.queue)-1//判斷長(zhǎng)度 for n!=0{ //除了最后一個(gè),其余的都重新添加到隊(duì)列里 val:=this.queue[0] this.queue=this.queue[1:] this.queue=append(this.queue,val) n-- } //彈出元素 val:=this.queue[0] this.queue=this.queue[1:] return val } /** Get the top element. */ func (this *MyStack) Top() int { //利用Pop函數(shù),彈出來的元素重新添加 val:=this.Pop() this.queue=append(this.queue,val) return val } /** Returns whether the stack is empty. */ func (this *MyStack) Empty() bool { return len(this.queue)==0 }
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