Go语言实现栈与队列基本操作学家
qi66 人气:0一、前言
go语言中，并没有栈与队列相关的数据结构，但是我们可以借助切片来实现栈与队列的操作；接下来我们一起实现栈与队列基本操作，并且还会实现用栈实现队列，用队列实现栈的操作。
二、实现栈与队列基本操作
2.1 栈基本操作
go语言实现栈和队列主要用到append 和切片(用内置数组类型进行操作)
//创建栈 stack := make([]int, 0) //push压入栈 stack = append(stack, 10) //pop弹出 v := stack[len(stack)-1] stack = stack[:len(stack)-1] //检查栈空 len(stack) == 0
2.2 队列基本操作
//创建队列 queue := make([]int, 0) //enqueue入队 queue = append(queue, 10) //dequeue出队 v := queue[0] queue = queue[1:] //检查队列为空 len(queue) == 0
三、用栈实现队列
3.1 理论
使用栈来模式队列的行为，如果仅仅用一个栈，是一定不行的，所以需要两个栈一个输入栈，一个输出栈，这里要注意输入栈和输出栈的关系。
下面动画模拟以下队列的执行过程如下：
执行语句：
queue.push(1); queue.push(2); queue.pop(); 注意此时的输出栈的操作 queue.push(3); queue.push(4); queue.pop(); queue.pop();注意此时的输出栈的操作 queue.pop(); queue.empty();
在push数据的时候，只要数据放进输入栈就好，但在pop的时候，操作就复杂一些，输出栈如果为空，就把进栈数据全部导入进来（注意是全部导入），再从出栈弹出数据，如果输出栈不为空，则直接从出栈弹出数据就可以了。
最后如何判断队列为空呢？如果进栈和出栈都为空的话，说明模拟的队列为空了。
3.2 算法题
接下来看一下LeetCode原题
请你仅使用两个栈实现先入先出队列。队列应当支持一般队列支持的所有操作（push、pop、peek、empty）：
实现 MyQueue 类：
void push(int x) 将元素 x 推到队列的末尾 int pop() 从队列的开头移除并返回元素 int peek() 返回队列开头的元素 boolean empty() 如果队列为空，返回 true ；否则，返回 false 说明：
你 只能 使用标准的栈操作 —— 也就是只有 push to top, peek/pop from top, size, 和 is empty 操作是合法的。 你所使用的语言也许不支持栈。你可以使用 list 或者 deque（双端队列）来模拟一个栈，只要是标准的栈操作即可。
3.3 思路
解决这个问题，需要一个输出栈和输入栈
先将数据放到输入栈，再把数据从输入栈放到输出栈，此时输出栈输出数据的顺序就和队列一样了，先入先出
3.4 代码部分
type MyQueue struct {
stackIn []int // 用来保存Push数据
stackOut []int // 用来保存Pop数据
}
// 栈构造器
func Constructor() MyQueue {
return MyQueue{
stackIn: make([]int, 0),
stackOut: make([]int, 0),
}
}
func (this *MyQueue) Push(x int) {
// 判断stackOut中是否有元素，有的话全部放到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)
}
// 将数据加进stackIn
this.stackIn = append(this.stackIn, x)
}
func (this *MyQueue) Pop() int {
// 判断stackIn中是否有元素，有的话全部放到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为零，说明没有元素，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 {
// 调用Pop()方法
val := this.Pop()
// val为零，说明没有元素，return 0
if val == 0 {
return 0
}
// Pop()方法删除了val，这里加上
this.stackOut = append(this.stackOut, val)
return val
}
func (this *MyQueue) Empty() bool {
// 两个栈都为空，说明为空，否则不为空
return len(this.stackOut) == 0 && len(this.stackIn) == 0
}代码可以直接拿到力扣上运行。我已经将细节全部用注释解释了，如果不懂可以私信博主。
四、用队列实现栈
4.1 理论
队列模拟栈，其实一个队列就够了，那么我们先说一说两个队列来实现栈的思路。
队列是先进先出的规则，把一个队列中的数据导入另一个队列中，数据的顺序并没有变，并没有变成先进后出的顺序。
所以用栈实现队列， 和用队列实现栈的思路还是不一样的，这取决于这两个数据结构的性质。
但是依然还是要用两个队列来模拟栈，只不过没有输入和输出的关系，而是另一个队列完全用又来备份的！
如下面动画所示，用两个队列que1和que2实现队列的功能，que2其实完全就是一个备份的作用，把que1最后面的元素以外的元素都备份到que2，然后弹出最后面的元素，再把其他元素从que2导回que1。
模拟的队列执行语句如下：
queue.push(1); queue.push(2); queue.pop(); // 注意弹出的操作 queue.push(3); queue.push(4); queue.pop(); // 注意弹出的操作 queue.pop(); queue.pop(); queue.empty();
4.2 算法题
接下来看一下LeetCode原题
请你仅使用两个队列实现一个后入先出（LIFO）的栈，并支持普通栈的全部四种操作（push、top、pop 和 empty）。
实现 MyStack 类：
void push(int x) 将元素 x 压入栈顶。 int pop() 移除并返回栈顶元素。 int top() 返回栈顶元素。 boolean empty() 如果栈是空的，返回 true ；否则，返回 false 。
注意：
你只能使用队列的基本操作 —— 也就是 push to back、peek/pop from front、size 和 is empty 这些操作。 你所使用的语言也许不支持队列。 你可以使用 list （列表）或者 deque（双端队列）来模拟一个队列 , 只要是标准的队列操作即可。
4.3 思路
用两个队列que1和que2实现队列的功能，que2其实完全就是一个备份的作用，把que1最后面的元素以外的元素都备份到que2，然后弹出最后面的元素，再把其他元素从que2导回que1。
4.4 使用两个队列实现
type MyStack struct {
//创建两个队列
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) {
//先将数据存在queue2中
this.queue2 = append(this.queue2,x)
//将queue1中所有元素移到queue2中，再将两个队列进行交换
this.Move()
}
func (this *MyStack) Move(){
if len(this.queue1) == 0{
//交换，queue1置为queue2,queue2置为空
this.queue1,this.queue2 = this.queue2,this.queue1
}else{
//queue1元素从头开始一个一个追加到queue2中
this.queue2 = append(this.queue2,this.queue1[0])
this.queue1 = this.queue1[1:] //去除第一个元素
this.Move() //重复
}
}
func (this *MyStack) Pop() int {
val := this.queue1[0]
this.queue1 = this.queue1[1:] //去除第一个元素
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
}4.5 优化
其实这道题目就是用一个队列就够了。
一个队列在模拟栈弹出元素的时候只要将队列头部的元素（除了最后一个元素外） 重新添加到队列尾部，此时在去弹出元素就是栈的顺序了。
4.6 使用一个队列实现
type MyStack struct {
queue []int//创建一个队列
}
/** 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//判断长度
for n!=0{ //除了最后一个，其余的都重新添加到队列里
val:=this.queue[0]
this.queue=this.queue[1:]
this.queue=append(this.queue,val)
n--
}
//弹出元素
val:=this.queue[0]
this.queue=this.queue[1:]
return val
}
/** Get the top element. */
func (this *MyStack) Top() int {
//利用Pop函数，弹出来的元素重新添加
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
}加载全部内容