栈先进后出，队列先进先出。
| 题号 | 题目 | 难度 |
|---|---|---|
| leetcode 20 | 有效的括号 | 简单 |
| 剑指 Offer 09 | 用两个栈实现队列 | 简单 |
| leetcode 225 | 用队列实现栈 | 简单 |
| leetcode 1047 | 删除字符串中的所有相邻重复项 | 简单 |
| leetcode 1021 | 删除最外层的括号 | 简单 |
1 剑指 Offer 09. 用两个栈实现队列
题目描述
用两个栈实现一个队列。队列的声明如下，请实现它的两个函数 appendTail 和 deleteHead ，分别完成在队列尾部插入整数和在队列头部删除整数的功能。(若队列中没有元素，deleteHead 操作返回 -1 )
示例 1：
输入：
[“CQueue”,”appendTail”,”deleteHead”,”deleteHead”]
[[],[3],[],[]]
输出：[null,null,3,-1]
解题思路
题目只要求实现 加入队尾appendTail() 和 删除队首deleteHead() 两个函数的正常工作，因此我们可以设计栈 A 用于加入队尾操作，栈 B 用于将元素倒序，从而实现删除队首元素。
加入队尾 appendTail()函数： 将数字 val 加入栈 A 即可。
删除队首deleteHead()函数： 有以下三种情况。
当栈 B 不为空： B中仍有已完成倒序的元素，因此直接返回 B 的栈顶元素。
否则，当 A 为空： 即两个栈都为空，无元素，因此返回 -1−1 。
否则： 将栈 A 元素全部转移至栈 B 中，实现元素倒序，并返回栈 B 的栈顶元素。
代码
# -*- coding: utf-8 -*-
class CQueue(object):
def __init__(self):
self.A=[]
self.B=[]
def appendTail(self, value):
"""
:type value: int
:rtype: None
"""
self.A.append(value)
def deleteHead(self):
"""
:rtype: int
"""
if self.B: return self.B.pop()#如果B栈有元素 则弹出栈顶元素即可
if not self.A: return -1#B为空 并且A 为空 则返回-1
#当A不为空的时候
while self.A:
self.B.append((self.A.pop()))#将A栈弹出 入B栈
return self.B.pop()复杂度分析
时间复杂度： appendTail()函数为 O(1) ；deleteHead() 函数在 N 次队首元素删除操作中总共需完成 N个元素的倒序。
空间复杂度： O(N)最差情况下，栈 A 和 B 共保存 N个元素。
2 leetcode225. 用队列实现栈
题目描述
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
代码
class MyStack(object):
def __init__(self):
"""
Initialize your data structure here.
"""
self.A=deque()
self.B=deque()
def push(self, x):
"""
Push element x onto stack.
:type x: int
:rtype: None
"""
self.A.append(x)
def pop(self):
"""
Removes the element on top of the stack and returns that element.
:rtype: int
"""
size=len(self.A)-1#留一个元素
while size>0:
self.B.append(self.A.popleft())#将A的元素除了最左边的都弹入B中
size=size-1
res=self.A.popleft()#返回
self.A,self.B=self.B,self.A##将que2和que1交换 que1经过之前的操作应该是空了
#一定注意不能直接使用que1 = que2 这样que2的改变会影响que1 可以用浅拷贝
return res
def top(self):
"""
Get the top element.
:rtype: int
"""
return self.A[-1]
def empty(self):
"""
Returns whether the stack is empty.
:rtype: bool
"""
if len(self.A)==0:
return True
else:
return False复杂度分析
时间复杂度：入栈操作O(n)，其余操作都是 O(1)。
入栈操作需要将A 中的 n个元素出队，并入队 n+1个元素到B ，共有 2n+1 次操作，每次出队和入队操作的时间复杂度都是 O(1)，因此入栈操作的时间复杂度是O(n)。
出栈操作对应将A的前端元素出队，时间复杂度是 O(1)。
获得栈顶元素操作对应获得 A的前端元素，时间复杂度是 O(1)。
判断栈是否为空操作只需要判断A是否为空，时间复杂度是 O(1)。
空间复杂度：O(n)，其中 n 是栈内的元素。需要使用两个队列存储栈内的元素。
3 leetcode 20. 有效的括号
题目描述
给定一个只包括 ‘(‘，’)’，’{‘，’}’，’[‘，’]’ 的字符串 s ，判断字符串是否有效。
有效000字符串需满足：
左括号必须用相同类型的右括号闭合。
左括号必须以正确的顺序闭合。
示例 1：
输入：s = “()”
输出：true
示例 2：
输入：s = “()[]{}”
输出：true
解题思路
1.1 待入栈元素在字典中无匹配元素即都是左括号 则 入栈
1.2 若待入栈元素在字典中有匹配元素
1.2.1 stack不为空（防止s=”]”的情况） 并且 在栈顶匹配元素成功
则 将栈顶元素pop出
1.2.2 否则 直接返回False
代码
class Solution(object):
def isValid(self, s):
"""
:type s: str
:rtype: bool
"""
dic={')':'(','}':"{","]":"["}
stack=[]
for i in s:
if dic.get(i) is None:#待入栈元素在字典中无匹配元素即都是左括号 则 入栈
stack.append(i)
else:##若待入栈元素在字典中有匹配元素
if stack and stack[-1]==dic.get(i): #并且stack不为空（防止s="]"的情况） 在栈顶匹配元素成功 则 将栈顶元素pop出
stack.pop()
else:##例如 s="(]"
return False
return len(stack)==0复杂度分析
时间复杂度：O(n)，其中 n是字符串 s的长度。
空间复杂度：O(n+∣Σ∣)，其中 Σ 表示字符集，本题中字符串只包含 6 种括号，6∣Σ∣=6。栈中的字符数量为 O(n)，而哈希表使用的空间为 O(∣Σ∣)，相加即可得到总空间复杂度。
4 leetcode1047. 删除字符串中的所有相邻重复项
题目描述
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”。
解题思路
充分理解题意后，我们可以发现，当字符串中同时有多组相邻重复项时，我们无论是先删除哪一个，都不会影响最终的结果。因此我们可以从左向右顺次处理该字符串。
而消除一对相邻重复项可能会导致新的相邻重复项出现，如从字符串abba 中删除 bb 会导致出现新的相邻重复项aa 出现。因此我们需要保存当前还未被删除的字符。一种显而易见的数据结构呼之欲出：栈。我们只需要遍历该字符串，如果当前字符和栈顶字符相同，我们就贪心地将其消去，否则就将其入栈即可。
本题要删除相邻相同元素，其实也是匹配问题，相同左元素相当于左括号，相同右元素就是相当于右括号，匹配上了就删除。类似于leetcode 20. 有效的括号
那么再来看一下本题：可以把字符串顺序放到一个栈中，然后如果相同的话 栈就弹出，这样最后栈里剩下的元素都是相邻不相同的元素了。
代码
def removeDuplicates(s):
"""
:type s: str
:rtype: str
"""
stack=[]
for i in s:
if stack and i==stack[-1]:#栈不为空 当和栈顶元素相等时候，pop栈顶元素
stack.pop()
else:#否则元素入栈
stack.append(i)
return "".join(stack)复杂度分析
时间复杂度：O(n)，其中 n是字符串的长度。我们只需要遍历该字符串一次。
空间复杂度：O(n) 或 O(1)，取决于使用的语言提供的字符串类是否提供了类似「入栈」和「出栈」的接口。注意返回值不计入空间复杂度。
5 1021. 删除最外层的括号
题目描述
有效括号字符串为空 “”、”(“ + A + “)” 或 A + B ，其中 A 和 B 都是有效的括号字符串，+ 代表字符串的连接。
例如，””，”()”，”(())()” 和 “(()(()))” 都是有效的括号字符串。
如果有效字符串 s 非空，且不存在将其拆分为 s = A + B 的方法，我们称其为原语（primitive），其中 A 和 B 都是非空有效括号字符串。
给出一个非空有效字符串 s，考虑将其进行原语化分解，使得：s = P_1 + P_2 + … + P_k，其中 P_i 是有效括号字符串原语。
对 s 进行原语化分解，删除分解中每个原语字符串的最外层括号，返回 s 。
示例 1：
输入：s = “(()())(())”
输出：”()()()”
解释：
输入字符串为 “(()())(())”，原语化分解得到 “(()())” + “(())”，
删除每个部分中的最外层括号后得到 “()()” + “()” = “()()()”。
解题思路
思路：遍历字符串，遇到左括号就入栈，遇到右括号就出栈，每次栈空的时候，都说明找到了一个原语，记录下每个原语的起始位置和结束位置，取原字符串在原语的起始位置+1到原语的结束位置的子串便得到原语删除了最外层括号的字符串，拼接，即可解出答案。sssss
这道题本身并不麻烦，主要是理解这句原语的含义：
如果有效字符串 s 非空，且不存在将其拆分为 s = A + B 的方法，我们称其为原语
其实就是每获取一组左右括号相等的搭配后，将左右括号各删除一个，并保存即可。
由于这道题目提供的用例都是满足括号匹配关系的内容，使得这道题的难度就更低了。
我们创建一个字符串用于接收每次获取的原语进行拼接
然后创建一个栈，开始循环s，进行栈的入栈操作，每次入栈的是s的下标
左括号直接入栈，右括号时弹出栈顶，并判断栈是否为空，为空则代表找到一对匹配内容
此时获取栈顶index以及当前循环的下标i，ret += s[left+1:i]（删除最外层的左右括号）即可。
代码
class Solution(object):
def removeOuterParentheses(self, s):
"""
:type s: str
:rtype: str
"""
ret=""
stack=[]#记录索引
for i in range(len(s)):
if s[i]=='(':
stack.append(i)
else:
left=stack.pop()
if not stack:
ret+=s[left+1:i]
return ret