栈与队列相关知识以及算法题

一.栈和队列介绍

栈基础知识

先进的数据后出

如图数字进入的顺序依次为1 5 7 出来需要从最顶上出来 7 5 1

队列基础知识

先进的数据先出

如图数字进入的顺序依为 3 2 1 出来的顺序也是3 2 1

二.栈和队列相关算法题

 1.怎么用数组实现不超过固定大小的队列和栈

栈的实现较为简单，因为数组近乎为栈，代码如下

public static class arrayStack{int index=0;int [] arr=new int[7];//假设可以容纳7个 数字//栈很好模拟从0开始往上加//要提取的时候可以通过index看最顶部的值即可//添加数据public void adddata(int data){//这里面index在没数字的时候是0//最大为七个数字对应的是7 也就是<7的时候可以添加数if (index<arr.length){arr[index]=data;index++;}else {System.out.println("数量大于7无法添加");}}//删除数据public void deletedata(){if (index==0){//index为0的时候是没数据的，其余情况是可以删的System.out.println("没有数据可以删除");}else {//直接减index即可index--;}}//查看顶部public void findtop(){if (index==0){//index为0的时候是没数据的，其余情况是可以删的System.out.println("没有数据可以查看");}else {//直接减index即可System.out.println("顶部为"+arr[index]);}}//查看大小public void size(){System.out.println("总共有:"+index+"个数");}}

队列需要使用到环形数组

 public static class arrayStack{//环形数组//添加的数字位置int push=0;//推出的数字位置int poll=0;int size=0;//假设可以容纳7个 数字int limit=7;int [] arr=new int[7];//如果符合条件，那就可以让poll和push+1 进行添加或者提取操作public int nextIndex(int index){//如果这个index在最高位，那么下一次就该是0了return index<limit-1 ? index+1:0;}public boolean isEmpty(){return size==0;}public void push(int value){if (size==limit){throw new RuntimeException("栈满了，无法加入数据");}size++;arr[push]=value;push=nextIndex(push);}public int pop(){if (size==0){throw new RuntimeException("栈为空，无法再拿了");}size--;int num=arr[poll];poll=nextIndex(poll);return num;}public int findtop(int value){if (size==0){throw new RuntimeException("栈为空，无数据");}return arr[poll];}}

2.实现一个特殊的栈，基础功能上，可以同时查找最小值

//可以查询最小数的栈public static class minStack{Stack<Integer> stack=new Stack<>();Stack<Integer> minstack=new Stack<>();//查找toppublic int findtop(){return stack.peek();}//查找大小public int findSize(){return stack.size();}//添加 添加的时候如果是第一个数，那么两个栈都添加//如果是第二个数，看min里面的peek是否<该数，如果不小于，两个都+//如果不大于，就加在stack里面public void push(int data){if (stack.size()==0){stack.push(data);minstack.push(data);}else {if (minstack.peek() < data){stack.push(data);}else {stack.push(data);minstack.push(data);}}}//查找最小public int findmin(){if (stack.size()==0){throw new RuntimeException("无数据");}return minstack.peek();}//删除public int delete(){//Integer是包装类，在比较-128-127时，引用的地址值相同//但是在比较超出这个范围的数时候//就算值相同，但是地址值不同，二者==的时候，虽然值相同，但是比较的是地址，因此会出错//所以需要用equalsif (stack.peek().equals(minstack.peek())){stack.pop();return minstack.pop();}else return stack.pop();}}

3.用队列模拟栈

//用队列模拟栈//数据全存放在一个队列里面，当要查看数据时，所有数据倒入另一个队列，同时剩一个//之后如果是要删，就删，同时返回数据//如果是查看，那就返回数据同时把这个数据也移动到queue里面public static class queueToStack{Queue<Integer> queue1=new ArrayDeque<>();Queue<Integer> queue2=new ArrayDeque<>();//是否为空public  Boolean isEmpty(){//看二者是否均为空，如果不是，那么就是一个为空一个不为空if (queue1.isEmpty()&&queue2.isEmpty()){return true;}else return false;}//数量public  int Size(){//看二者是否均为空，如果不是，那么就是一个为空一个不为空if (queue1.isEmpty()&&queue2.isEmpty()){return 0;}if (queue1.isEmpty()){return queue2.size();}else{ return queue1.size();}}//添加public  void push(Integer data){//看二者是否均为空，如果不是，那么就是一个为空一个不为空if (queue1.isEmpty()&&queue2.isEmpty()){queue1.add(data);}if (queue1.isEmpty()){queue2.add(data);}else{ queue1.add(data);}}//查看public  Integer peek(Integer data){//看二者是否均为空，如果不是，那么就是一个为空一个不为空if (queue1.isEmpty()&&queue2.isEmpty()){throw new RuntimeException("没有数据");}if (queue1.isEmpty()){while (queue2.size()!=1){queue1.add(queue2.poll());}Integer num=queue2.poll();queue1.add(num);return num;}else{ while (queue1.size()!=1){queue2.add(queue1.poll());}Integer num=queue1.poll();queue2.add(num);return num;}}//删除public  Integer pop(Integer data){//看二者是否均为空，如果不是，那么就是一个为空一个不为空if (queue1.isEmpty()&&queue2.isEmpty()){throw new RuntimeException("没有数据");}if (queue1.isEmpty()){while (queue2.size()!=1){queue1.add(queue2.poll());}Integer num=queue2.poll();//queue1.add(num);return num;}else{while (queue1.size()!=1){queue2.add(queue1.poll());}Integer num=queue1.poll();//queue2.add(num);return num;}}}

4.用栈模拟队列

 //用栈模拟队列public static class stackToqueue{Stack<Integer> pushStack=new Stack();Stack<Integer> popStack=new Stack();//在查数的时候要把push栈 里的数，全放在pop栈里面，之后pop栈里面的peek就是目标值//但是当pop栈里面有数的时候是无法push的，想要push就要把数全倒pop里面//同时如果想要往pop里面放东西需要pop栈为空//查找public Integer FindNum(){//如果二者里面都没数据，那就没数据，报错即可//如果pop里面有数据那就直接排//如果pop里面没了,注意是没了，才能从push里面倒同时要倒完if (popStack.empty()&&pushStack.empty()){throw  new RuntimeException("数据为空");}if (!popStack.empty()){return popStack.peek();}else {//pop为空，那就可以倒了，但是要全倒pushAllToPop();return popStack.peek();}}//增加public void addToPop(Integer data){pushStack.push(data);}//排出public Integer PopNum(){//如果二者里面都没数据，那就没数据，报错即可//如果pop里面有数据那就直接排//如果pop里面没了,注意是没了，才能从push里面倒同时要倒完if (popStack.empty()&&pushStack.empty()){throw  new RuntimeException("数据为空");}if (!popStack.empty()){return popStack.pop();}else {//pop为空，那就可以倒了，但是要全倒pushAllToPop();return popStack.pop();}}//所有东西导入pop里public void pushAllToPop(){//如果pop里面为空就执行这个函数while (!pushStack.empty()) {popStack.push(pushStack.pop());}}}