[LeetCode] 225. 用队列实现栈

Posted 2021-02-10 Nice_to_see_you

1.单纯用list就可以实现，但并未用到队列相关知识。

class MyStack:

    def __init__(self):
        """
        Initialize your data structure here.
        """
        self.stack = []



    def push(self, x):
        """
        Push element x onto stack.
        :type x: int
        :rtype: void
        """
        self.stack.append(x)


    def pop(self):
        """
        Removes the element on top of the stack and returns that element.
        :rtype: int
        """
        if self.stack == []:
            return False
        else:
            return self.stack.pop()


    def top(self):
        """
        Get the top element.
        :rtype: int
        """
        if self.stack == []:
            return False
        else:
            return self.stack[-1]


    def empty(self):
        """
        Returns whether the stack is empty.
        :rtype: bool
        """
        return self.stack == []

 2.用两个队列(实际上是两个list)实现栈。

思路：

queue1用来存放数据，每次入栈就插入queue1索引值为0的地方。queue2为出栈时的辅助队列，将queue1[1:-1]的元素出队然后入队queue2(也就是queue1逆序压入queue2)，然后queue1仅剩队首元素，

这个时候出队即出栈。

class MyStack(object):
    def __init__(self):
        """
        Initialize your data structure here.
        """
        self.queue1 = []
        self.queue2 = []

    def push(self, x):
        """
        Push element x onto stack.
        :type x: int
        :rtype: void
        """
        self.queue1.insert(0, x)

    def pop(self):
        """
        Removes the element on top of the stack and returns that element.
        :rtype: int
        """
        for _ in range(len(self.queue1) - 1):
            self.queue2.insert(0, self.queue1.pop())
        res = self.queue1.pop()
        self.queue1 = self.queue2
        self.queue2 = []
        return res

    def top(self):
        """
        Get the top element.
        :rtype: int
        """
        for _ in range(len(self.queue1) - 1):
            self.queue2.insert(0, self.queue1.pop())
        res = self.queue1.pop()
        self.queue2.insert(0, res)
        self.queue1 = self.queue2
        self.queue2 = []
        return res

    def empty(self):
        return self.queue1 == []

obj = MyStack()
obj.push(2)
obj.push(0)
obj.push(5)
obj.push(-3)
print(obj.pop())
print(obj.top())
print(obj.queue1)
print(obj.empty())

 3. Queue()和deque()区别：

queue:

• queue是多线程中的使用的栈，但是Python 解释器有一个全局解释器锁(PIL)，导致每个 Python 进程中最多同时运行一个线程，因此 Python 多线程程序并不能改善程序性能，不能发挥多核系统的优势。

• multiprocessing.Queue是Python 2.6 引入的用来实现多进程的一种高性能栈。

deque：

• collections.deque是为了高效实现插入和删除操作的双向列表，适合用于队列和栈。

          双端队列，两端均可操作。 extendleft将结合元素从“左边”加入到集合中。 appendleft(x)-append(x), popleft()-pop()等分别对左右端进行操作。

原理： 双端队列的数据被表示为一个分段数组，容器中的元素分段存放在一个个大小固定的数组中，此外容器还需要维护一个存放这些数组首地址的索引数组 ，简单的理解，你可以想成一个大的array，分拆成几段，然后主要维护一个索引表。 大家看了下面的图应该就理解了。

from Queue import Queue
class MyStack(object):
    def __init__(self):
        """        Initialize your data structure here.        """
        #q1作为进栈出栈，q2作为中转站
        self.q1=Queue()
        self.q2=Queue()

    def push(self, x):
        """
        Push element x onto stack.
        :type x: int
        :rtype: void
        """
        self.q1.put(x)

    def pop(self):
        """
        Removes the element on top of the stack and returns that element.
        :rtype: int
        """
        while self.q1.qsize()>1:
            self.q2.put(self.q1.get())  #将q1中除尾元素外的所有元素转到q2中
            if self.q1.qsize()==1:
                res=self.q1.get()  #弹出q1的最后一个元素
                #while self.q2.qsize>0:#将q2的元素转移到q1中
                #   self.q1.put(self.q2.get())#这会出现超出时间显示错误,有实例不通过
                tmp=self.q2 #交换q1,q2
                self.q2=self.q1
                self.q1=tmp
                return res

    def top(self):
        """
        Get the top element.
        :rtype: int
        """
        while self.q1.qsize()>1:
            self.q2.put(self.q1.get())#将q1中除尾元素外的所有元素转到q2中
        if self.q1.qsize()==1:
            res=self.q1.get()#弹出q1的最后一个元素
            self.q2.put(res)#与pop唯一不同的是需要将q1最后一个元素保存到q2中
            #while self.q2.qsize>0:#将q2的元素转移到q1中
                # self.q1.put(self.q2.get())
            tmp=self.q2#交换q1,q2
            self.q2=self.q1
            self.q1=tmp
            return res

    def empty(self):
        """
        Returns whether the stack is empty.
        :rtype: bool
        """
        return not bool(self.q1.qsize()+self.q2.qsize())#为空返回True，不为空返回False

思路与上述方法2一样，只不过用的是queue，相关操作也变成了put等。