剑指Offer数据结构之栈和队列[Python版]

面试题005 用两个栈实现队列

题目表述：
用两个栈来实现一个队列，完成队列的Push和Pop操作。 队列中的元素为int类型。
解题思路：
实现入队和出队操作，stackA用来进栈，stackB出栈，stackB为空则stackA出栈给stackB
代码：

# -*- coding:utf-8 -*-
class Solution:
    def __init__(self):
        self.stackA = []
        self.stackB = []
    def push(self, node):
        self.stackA.append(node)
    def pop(self):
        if not self.stackB:
            while self.stackA:
                self.stackB.append(self.stackA.pop())
        return self.stackB.pop()

面试题020 包含min函数的栈

题目描述：定义栈的数据结构，请在该类型中实现一个能够得到栈中所含最小元素的min函数（时间复杂度应为O（1））。
注意：保证测试中不会当栈为空的时候，对栈调用pop()或者min()或者top()方法。
解题思路：用辅助栈存储当前data的最小值 辅助栈头即为min值
代码

class Solution:
    def __init__(self):
        self.stack = []
        self.assist = []
    def push(self, node):
        # write code here
        min = self.min()
        if not min or node<min:
            self.assist.append(node)
        else:
            self.assist.append(min)
        self.stack.append(node)
    def pop(self):
        # write code here
        if self.stack:
            self.assist.pop()
            return self.stack.pop()
    def top(self):
        # write code here
        if self.stack:
            return self.stack[-1]
    def min(self):
        # write code here
        if self.stack:
            return self.assist[-1]

面试题021 栈的压入、弹出序列

题目描述：输入两个整数序列，第一个序列表示栈的压入顺序，请判断第二个序列是否可能为该栈的弹出顺序。假设压入栈的所有数字均不相等。例如序列1,2,3,4,5是某栈的压入顺序，序列4,5,3,2,1是该压栈序列对应的一个弹出序列，但4,3,5,1,2就不可能是该压栈序列的弹出序列。（注意：这两个序列的长度是相等的）
解题思路：
借用一个辅助的栈，遍历压栈顺序，先讲第一个放入栈中，这里是1，然后判断栈顶元素是不是出栈顺序的第一个元素，这里是4，很显然1≠4，所以我们继续压栈，直到相等以后开始出栈，出栈一个元素，则将出栈顺序向后移动一位，直到不相等，这样循环等压栈顺序遍历完成，如果辅助栈还不为空，说明弹出序列不是该栈的弹出顺序。
举例：
入栈1,2,3,4,5
出栈4,5,3,2,1
首先1入辅助栈，此时栈顶1≠4，继续入栈2
此时栈顶2≠4，继续入栈3
此时栈顶3≠4，继续入栈4
此时栈顶4＝4，出栈4，弹出序列向后一位，此时为5，,辅助栈里面是1,2,3
此时栈顶3≠5，继续入栈5
此时栈顶5=5，出栈5,弹出序列向后一位，此时为3，,辅助栈里面是1,2,3
….
依次执行，最后辅助栈为空。如果不为空说明弹出序列不是该栈的弹出顺序。
代码

class Solution:
 
    def IsPopOrder(self, pushV, popV):
        # stack中存入pushV中取出的数据
        stack=[]
        while popV:
            # 如果第一个元素相等，直接都弹出，根本不用压入stack
            if pushV and popV[0]==pushV[0]:
                popV.pop(0)
                pushV.pop(0)
            #如果stack的最后一个元素与popV中第一个元素相等，将两个元素都弹出
            elif stack and stack[-1]==popV[0]:
                stack.pop()
                popV.pop(0)
            # 如果pushV中有数据，压入stack
            elif pushV:
                stack.append(pushV.pop(0))
            # 上面情况都不满足，直接返回false。
            else:
                return False
        return True

面试题044 翻转单词顺序列(栈)

题目描述：牛客最近来了一个新员工Fish，每天早晨总是会拿着一本英文杂志，写些句子在本子上。同事Cat对Fish写的内容颇感兴趣，有一天他向Fish借来翻看，但却读不懂它的意思。例如，“student. a am I”。后来才意识到，这家伙原来把句子单词的顺序翻转了，正确的句子应该是“I am a student.”。Cat对一一的翻转这些单词顺序可不在行，你能帮助他么？
解题思路：通过空格隔开，然后用栈存储，最后弹出
代码

class Solution:
    def ReverseSentence(self, s):
        # write code here
        stack = [n for n in s.split(' ')]
        stack.reverse()
        return ' '.join(stack)

面试题064 滑动窗口的最大值(双端队列)

题目描述：给定一个数组和滑动窗口的大小，找出所有滑动窗口里数值的最大值。例如，如果输入数组{2,3,4,2,6,2,5,1}及滑动窗口的大小3，那么一共存在6个滑动窗口，他们的最大值分别为{4,4,6,6,6,5}； 针对数组{2,3,4,2,6,2,5,1}的滑动窗口有以下6个： {[2,3,4],2,6,2,5,1}， {2,[3,4,2],6,2,5,1}， {2,3,[4,2,6],2,5,1}， {2,3,4,[2,6,2],5,1}， {2,3,4,2,[6,2,5],1}， {2,3,4,2,6,[2,5,1]}。
解题思路：直接找滑动窗口范围内的最大值
代码

class Solution:
    def maxInWindows(self, num, size):
        # write code here
        if size <= 0:
            return []
        res = []
        for i in xrange(0, len(num)-size+1):
            res.append(max(num[i:i+size]))
        return res

解题思路：滑动窗口用队列保存，遇到以下情况处理：窗口第一个槽始终是最大值 窗口第一个槽过期要丢弃 窗口从尾比到头丢弃最小的数
代码

class Solution:
    def maxInWindows(self, num, size):
        # write code here
        if size == 0:
            return []
        queue = []
        res = []
        for i in range(len(num)):
            while queue and queue[0] <= i-size:
                queue.pop(0)
            while queue and num[queue[-1]] < num[i]:
                queue.pop(-1)
            queue.append(i)
            if i<size-1:
                continue
            res.append(num[queue[0]])
        return res