【Python 算法零基础 2.模拟 ⑤ 基于栈和队列】
目录
基于栈
Ⅰ、1441. 用栈操作构建数组
算法与思路
① 初始化操作序列
② 遍历数字范围
③ 判断并添加操作
④ 提前结束循环
⑤ 返回操作序列
基于队列
Ⅰ、1700. 无法吃午餐的学生数量
思路与算法
① 统计学生对三明治的需求：
② 遍历三明治供应顺序：
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向山而行，你只管往前走
—— 25.5.11
基于栈
利用栈的数据结构，如：
Ⅰ、1441. 用栈操作构建数组
给你一个数组
target和一个整数n。每次迭代，需要从list = { 1 , 2 , 3 ..., n }中依次读取一个数字。请使用下述操作来构建目标数组
target：
"Push"：从list中读取一个新元素， 并将其推入数组中。"Pop"：删除数组中的最后一个元素。- 如果目标数组构建完成，就停止读取更多元素。
题目数据保证目标数组严格递增，并且只包含
1到n之间的数字。请返回构建目标数组所用的操作序列。如果存在多个可行方案，返回任一即可。
示例 1：
输入：target = [1,3], n = 3 输出：["Push","Push","Pop","Push"] 解释： 读取 1 并自动推入数组 -> [1] 读取 2 并自动推入数组，然后删除它 -> [1] 读取 3 并自动推入数组 -> [1,3]示例 2：
输入：target = [1,2,3], n = 3 输出：["Push","Push","Push"]示例 3：
输入：target = [1,2], n = 4 输出：["Push","Push"] 解释：只需要读取前 2 个数字就可以停止。提示：
1 <= target.length <= 1001 <= n <= 1001 <= target[i] <= ntarget严格递增
算法与思路
① 初始化操作序列
创建一个空列表 res，用于存储操作序列（"Push" 或 "Pop"）。初始化一个索引变量 i 为 0，用于遍历目标数组 target。
② 遍历数字范围
使用 for 循环遍历从 1 到 n 的整数，循环变量为 j。
③ 判断并添加操作
对于每个 j，检查 target[i] 是否等于 j：如果相等，说明当前数字在目标数组中，将 "Push" 添加到操作序列 res 中，并将索引 i 加 1，表示已处理完目标数组中的一个元素。如果不相等，说明当前数字不在目标数组中，先将 "Push" 添加到操作序列 res 中，再添加 "Pop"，表示将该数字压入栈后立即弹出。
④ 提前结束循环
在每次循环中，检查索引 i 是否大于或等于目标数组 target 的长度。如果是，说明目标数组中的元素已全部处理完，提前结束循环。
⑤ 返回操作序列
循环结束后，返回操作序列 res。
class Solution:def buildArray(self, target: List[int], n: int) -> List[str]:res = []i = 0for j in range(1, n + 1):if target[i] == j:res.append("Push")i += 1else:res.append("Push")res.append("Pop")if i >= len(target):breakreturn res
基于队列
利用队列的数据结构，如：
Ⅰ、1700. 无法吃午餐的学生数量
学校的自助午餐提供圆形和方形的三明治，分别用数字
0和1表示。所有学生站在一个队列里，每个学生要么喜欢圆形的要么喜欢方形的。
餐厅里三明治的数量与学生的数量相同。所有三明治都放在一个 栈 里，每一轮：
- 如果队列最前面的学生 喜欢 栈顶的三明治，那么会 拿走它 并离开队列。
- 否则，这名学生会 放弃这个三明治 并回到队列的尾部。
这个过程会一直持续到队列里所有学生都不喜欢栈顶的三明治为止。
给你两个整数数组
students和sandwiches，其中sandwiches[i]是栈里面第i个三明治的类型（i = 0是栈的顶部），students[j]是初始队列里第j名学生对三明治的喜好（j = 0是队列的最开始位置）。请你返回无法吃午餐的学生数量。示例 1：
输入：students = [1,1,0,0], sandwiches = [0,1,0,1] 输出：0 解释： - 最前面的学生放弃最顶上的三明治，并回到队列的末尾，学生队列变为 students = [1,0,0,1]。 - 最前面的学生放弃最顶上的三明治，并回到队列的末尾，学生队列变为 students = [0,0,1,1]。 - 最前面的学生拿走最顶上的三明治，剩余学生队列为 students = [0,1,1]，三明治栈为 sandwiches = [1,0,1]。 - 最前面的学生放弃最顶上的三明治，并回到队列的末尾，学生队列变为 students = [1,1,0]。 - 最前面的学生拿走最顶上的三明治，剩余学生队列为 students = [1,0]，三明治栈为 sandwiches = [0,1]。 - 最前面的学生放弃最顶上的三明治，并回到队列的末尾，学生队列变为 students = [0,1]。 - 最前面的学生拿走最顶上的三明治，剩余学生队列为 students = [1]，三明治栈为 sandwiches = [1]。 - 最前面的学生拿走最顶上的三明治，剩余学生队列为 students = []，三明治栈为 sandwiches = []。 所以所有学生都有三明治吃。示例 2：
输入：students = [1,1,1,0,0,1], sandwiches = [1,0,0,0,1,1] 输出：3提示：
1 <= students.length, sandwiches.length <= 100students.length == sandwiches.lengthsandwiches[i]要么是0，要么是1。students[i]要么是0，要么是1。
思路与算法
① 统计学生对三明治的需求：
Ⅰ、初始化一个字典 dict 用于记录每种类型三明治的需求数量。
Ⅱ、遍历学生列表 students，统计每种类型（0 或 1）的学生数量，并更新字典。例如，若有 3 个学生喜欢类型 0 的三明治，dict[0] = 3。
Ⅲ、初始化计数器 count 为学生总数，用于记录剩余未领取三明治的学生数量。
② 遍历三明治供应顺序：
按顺序遍历三明治列表 sandwiches。对于每个三明治：
Ⅰ、检查需求是否为 0：若当前三明治类型的需求数为 0（即 dict[sand] == 0），说明没有学生喜欢这种类型的三明治，无法继续分配，返回剩余学生数 count。
Ⅱ、分配三明治：若需求数大于 0，将对应类型的需求数减 1（dict[sand] -= 1），并将剩余学生数减 1（count -= 1）。
Ⅲ、返回结果：若所有三明治都被分配完毕，返回剩余学生数 count（此时应为 0）。
class Solution:def countStudents(self, students: List[int], sandwiches: List[int]) -> int:dict = {}count = 0for s in students:dict[s] = dict.get(s, 0) + 1count += 1for sand in sandwiches:if dict.get(sand, 0) == 0:return countelse:dict[sand] -= 1count -= 1return count