算法沉淀——栈

前言:

栈本质上是一个比较简单的容器,算法题里有直接考察栈的先进后出的特性,也有跟其他算法相结合,还是挺有意思的,难度也适中

一、JZ31 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。

解析:

1、入栈序列:先让当前数据入栈

2、栈顶元素跟出栈元素序列比较,是否相等

如果相等:出栈,出栈序列++,直到栈为空,或者不相等。如果不相等,再让入栈序列入栈。

结束的判断条件:

1、出栈序列走到尾,说明全匹配(true)

2、栈顶元素和出栈序列匹配不上,且入栈序列已经走完,没有数据可以入栈(false)

原码:

cpp 复制代码
    bool IsPopOrder(vector<int>& pushV, vector<int>& popV) {
        stack<int> st;
        int pushi = 0,popi = 0;//定义下标名称有讲究
        while(pushi < pushV.size())
        {
            st.push(pushV[pushi++]);
            while(!st.empty() && popV[popi] == st.top())
            {
                st.pop();
                popi++;
            }
        }
        if(popi == popV.size()) return true;
        else return false;
    }
};

二、1047. 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。

解析:

这题明显是利用栈进行解决,这里有个技巧,就是我们不用真的栈容器去解决,我们用数组模拟一个栈即可,这样会更加简洁!!!

原码:

class Solution {
public:
    string removeDuplicates(string s) {
        string ret;//模拟栈结构即可~
        for(auto ch : s)
        {
            if(ret.size() && ret.back() == ch)//出栈 
                ret.pop_back();
            else ret += ch;//入栈
        }
        return ret;
    }
};

三、227. 基本计算器 II

题目描述:

给你一个字符串表达式 s ,请你实现一个基本计算器来计算并返回它的值。

整数除法仅保留整数部分。

示例 1:

复制代码
输入:s = "3+2*2"
输出:7

解析:

一般需要符号栈、数据栈,两个。但是,看到网上一个写的不错的算法,只用了一个数据栈。符号栈用一个变量op代替了,只存储上一个符号。

1、遇到操作符:更新操作符

2、遇到数字:

  1. op == '+' ,tmp直接入栈
  2. op == '-',-tmp入栈
  3. op == '*',直接乘到栈顶元素上
  4. op == '/',直接除到栈顶元素上

原码:

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int calculate(string s) {
        //第一位加上+,便于后面编程
        char sign = '+';//模拟符号栈
        vector<int> arr;//模拟数据栈
        arr.resize(s.size());
        int i = 0;
        int index = 0;
        while(i < s.size())
        {
            if(s[i] == ' ') i++;
            int tmp = 0;
            if(s[i] >= '0' && s[i] <= '9')
            {
                //先把这个数字提取出来
                while(i < s.size() && s[i] >= '0' && s[i] <= '9')
                {
                    tmp = tmp * 10 + (s[i] - '0');                    
                    i++;                    
                }
                if(sign == '+') arr[index++] = tmp;
                else if(sign == '-') arr[index++] = -tmp;
                else if(sign == '*') arr[index-1] *= tmp;
                else if(sign == '/') arr[index-1] /= tmp;
            }
            else
            {
                if(s[i] == '+') sign = '+';
                else if(s[i] == '-') sign = '-';
                else if(s[i] == '*') sign = '*';
                else if(s[i] == '/') sign = '/';
                i++;
            }
        }
        int sum = 0;
        for(int j = 0;j<index;j++)
        {
            sum += arr[j];
        }
        return sum;
    }
};

四、394. 字符串解码

题目描述:

给定一个经过编码的字符串,返回它解码后的字符串。

示例 1:

复制代码
输入:s = "3[a]2[bc]"
输出:"aaabcbc"

解析:

用栈来模拟。

细节:字符串这个栈中,先放入一个空串。

分情况讨论:

  1. 遇到数字:提取出这个数字,放入数字栈中
  2. 遇到' [ ':把后面的字符串提取出来,放入"字符串栈"中
  3. 遇到' ] ':按题目操作,然后放到字符串栈栈顶的字符串后面
  4. 遇到单独的字符:提取出来这个字符串,直接放在字符串栈栈顶字符串的后面

原码:

cpp 复制代码
class Solution 
{
public:
    string decodeString(string s) 
    {
        stack<int> nums;//数据栈
        stack<string> st;//字符串栈
        st.push("");//先放入一个空串,防止后面数据溢出
        int i = 0;
        while(i<s.size())
        {
            //1、提取数字
            if(s[i] >= '0' && s[i] <= '9') 
            {
                int tmp = 0;
                while(s[i] >= '0' && s[i] <= '9')
                {
                    tmp = tmp * 10 + (s[i] -'0');
                    i++;
                }
                nums.push(tmp);
            }            
            //2、[
            else if(s[i] == '[')//不能将++或者--写在判断条件上!!!!!!
            {
                i++;
                string ret;
                while(s[i] >= 'a' && s[i] <= 'z')
                {
                    ret += s[i];
                    i++; 
                }
                st.push(ret);
            }
            //3、]
            else if(s[i] == ']')
            {
                int tmp = nums.top();
                string ret1 = st.top();
                string ans;
                nums.pop();
                st.pop();
                for(int j = 0;j<tmp;j++)
                {
                    ans += ret1;
                }
                st.top() += ans;
                i++;
            }
            //4、遇到单独的字符
            else 
            { 
                st.top() += s[i++];    
            }
        }
        return st.top();
    }
};

简单题中可以用数组或者string来模拟栈结构,但是操作一复杂,还是直接用真正的栈模拟比较好!

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