【leetcode题解C++】232.用栈实现队列 and 225.用队列实现栈 and 20.有效的括号 and 1047.删除字符串中的所有相邻重复项

232. 用栈实现队列

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。

示例 1：

输入：
["MyQueue", "push", "push", "peek", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出：
[null, null, null, 1, 1, false]

解释：
MyQueue myQueue = new MyQueue();
myQueue.push(1); // queue is: [1]
myQueue.push(2); // queue is: [1, 2] (leftmost is front of the queue)
myQueue.peek(); // return 1
myQueue.pop(); // return 1, queue is [2]
myQueue.empty(); // return false

思路：注意到，队列（先入先出），那么使用两个栈（如下图），一个用于入队，另一个用于出队，在pop时，先把管理入队的栈里的元素添加进管理出队的栈，然后从管理出队的栈中删除栈顶元素。而在peek的实现时，可用调用之前写的pop方法，只不过要把pop掉的元素又重新压入管理出队的栈，因为peek仅仅是读取队首元素。

代码实现：

class MyQueue {
public:
    stack<int> stkIn;
    stack<int> stkOut;
    MyQueue() {

    }
    
    void push(int x) {
        stkIn.push(x);
    }
    
    int pop() {
        if(stkOut.empty()) {
            while(!stkIn.empty()) {
                stkOut.push(stkIn.top());
                stkIn.pop();
            }
        }
        int ret = stkOut.top();
        stkOut.pop();
        return ret;
    }
    
    int peek() {
        int ret = this->pop();
        stkOut.push(ret);
        return ret;
    }
    
    bool empty() {
        if(stkIn.empty() && stkOut.empty()) return 1;
        return 0;
    }
};

/**
 * Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
 * MyQueue* obj = new MyQueue();
 * obj->push(x);
 * int param_2 = obj->pop();
 * int param_3 = obj->peek();
 * bool param_4 = obj->empty();
 */

?225. 用队列实现栈

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。

示例：

输入：
["MyStack", "push", "push", "top", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出：
[null, null, null, 2, 2, false]

解释：
MyStack myStack = new MyStack();
myStack.push(1);
myStack.push(2);
myStack.top(); // 返回 2
myStack.pop(); // 返回 2
myStack.empty(); // 返回 False

思路：栈是先入后出的，而使用队列queue（队尾入，队首出），很明显不能用一个队列就实现，那么两个，一个用来记录元素，另一个用来在出栈的时候拷贝模拟的栈中的元素，那么pop时需要记录一个容量（或者说size），合理使用queue中的front()和back()，会简单不少。

代码实现：

class MyStack {
public:
    queue<int> que1;
    queue<int> que2;
    MyStack() {

    }
    
    void push(int x) {
        que1.push(x);
    }
    
    int pop() {
        int size = que1.size();
        --size;
        while(size--) {
            que2.push(que1.front());
            que1.pop();
        }
        int ret = que1.front();
        que1.pop();
        que1 = que2;
        while(!que2.empty()) {
            que2.pop();
        }
        return ret;
    }
    
    int top() {
        return que1.back();
    }
    
    bool empty() {
        return que1.empty();
    }
};

/**
 * Your MyStack object will be instantiated and called as such:
 * MyStack* obj = new MyStack();
 * obj->push(x);
 * int param_2 = obj->pop();
 * int param_3 = obj->top();
 * bool param_4 = obj->empty();
 */

20. 有效的括号

给定一个只包括?'('，')'，'{'，'}'，'['，']'?的字符串?s?，判断字符串是否有效。

有效字符串需满足：

1. 左括号必须用相同类型的右括号闭合。
2. 左括号必须以正确的顺序闭合。
3. 每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。

示例 1：

输入：s = "()"
输出：true

示例?2：

输入：s = "()[]{}"
输出：true

示例?3：

输入：s = "(]"
输出：false

思路：处理匹配的问题，栈是最合适的。那么此处，遇到左括号就入栈，不是左括号就开始匹配，最后判断栈是否为空。因为输入的是字符串，所以所有的代码都放在一个for循环中，对字符串的每一个元素进行处理。

代码实现：

class Solution {
public:
    bool isValid(string s) {
        stack<char> stk;
        for(int i = 0; i < s.size(); ++i) {
            if(s[i] == '(' || s[i] == '[' || s[i] == '{') stk.push(s[i]);
            else {
                if(stk.empty()) return 0;
                char top = stk.top();
                stk.pop();
                if(top == '(' && s[i] != ')') return 0;
                if(top == '[' && s[i] != ']') return 0;
                if(top == '{' && s[i] != '}') return 0;
            }
        }
        return stk.empty();
    }
};

1047. 删除字符串中的所有相邻重复项

给出由小写字母组成的字符串?S，重复项删除操作会选择两个相邻且相同的字母，并删除它们。

在 S 上反复执行重复项删除操作，直到无法继续删除。

在完成所有重复项删除操作后返回最终的字符串。答案保证唯一。

示例：

输入："abbaca"
输出："ca"
解释：
例如，在 "abbaca" 中，我们可以删除 "bb" 由于两字母相邻且相同，这是此时唯一可以执行删除操作的重复项。之后我们得到字符串 "aaca"，其中又只有 "aa" 可以执行重复项删除操作，所以最后的字符串为 "ca"。

思路：栈

代码实现：

class Solution {
public:
    string removeDuplicates(string s) {
        stack<char> stk;
        for(char c : s) {
            if(stk.empty() || c != stk.top()) {
                stk.push(c);
            }
            else {
                stk.pop();
            }
        }
        string ans = "";
        while(!stk.empty()) {
            ans += stk.top();
            stk.pop();
        }
        reverse(ans.begin(), ans.end());
        return ans;
    }
};