本篇内容主要讲解“Java栈与队列怎么实现”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“Java栈与队列怎么实现”吧!
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循环队列一般通过数组实现。我们需要解决几个问题。
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。
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】
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; } }
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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】
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; } }
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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】
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; } }
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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】
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(); } }
到此,相信大家对“Java栈与队列怎么实现”有了更深的了解,不妨来实际操作一番吧!这里是亿速云网站,更多相关内容可以进入相关频道进行查询,关注我们,继续学习!
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