Day11栈的一天

By HQWQF 2023/12/23

笔记

20. 有效的括号

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

有效字符串需满足：

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。
注意空字符串可被认为是有效字符串。

解法：考察栈的应用

我们可以将括号无效分为几种情况：

括号闭合错误：即括号交叉闭合（ { [ } ] ）
左括号多于右括号
右括号多于左括号

对于第一种情况，我们可以建立一个栈，遍历字符串时碰到左括号就将对应的右括号push进栈，后续碰到右括号就pop出来，如果当前字符和pop出来的不一样，就返回false。

第二种情况，如果遍历过程中，碰到栈空了。说明右括号多于左括号，返回false。

第三种情况，如果遍历完了栈还没空。说明左括号多于右括号，返回false。

代码

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

解法：栈的应用

可以观察到在字符串"abbaca"需要删除的部分'abba'是具有一定的镜像性的，我们可以利用栈输入和输出的镜像性来消除这种具有镜像性的结构。

遍历整个字符串，如果栈为空就push进字符，如果栈顶元素和字符相同就pop进字符，如果不同也push进字符，最后栈剩下的部分就是没有镜像性的部分，最后因为将栈的内容pop出来的字符串会反，再反转就行。

代码

class Solution {
public:
string removeDuplicates(string s) {
stack<char> st;
for(int i = 0;i < s.size();i++)
{
if( st.empty() || s[i] != st.top())
{
st.push(s[i]);

}else
{
st.pop();
}
}
string result = "";
while (!st.empty()) { // 将栈中元素放到result字符串汇总
result += st.top();
st.pop();
}
reverse (result.begin(), result.end()); // 此时字符串需要反转一下
return result;
}
};

另外c++为字符串也准备了和栈类似的方法，我们可以将字符串本身当作栈。

字符串当作栈

class Solution {
public:
string removeDuplicates(string S) {
string result;
for(char s : S) {
if(result.empty() || result.back() != s) {
result.push_back(s);
}
else {
result.pop_back();
}
}
return result;
}
};

150. 逆波兰表达式求值

根据逆波兰表示法，求表达式的值。

有效的运算符包括 + , - , * , / 。每个运算对象可以是整数，也可以是另一个逆波兰表达式。

说明：

整数除法只保留整数部分。给定逆波兰表达式总是有效的。换句话说，表达式总会得出有效数值且不存在除数为 0 的情况。

示例 1：

输入: ["2", "1", "+", "3", " * "]
输出: 9
解释: 该算式转化为常见的中缀算术表达式为：((2 + 1) * 3) = 9

示例 2：

输入: ["4", "13", "5", "/", "+"]
输出: 6
解释: 该算式转化为常见的中缀算术表达式为：(4 + (13 / 5)) = 6

解法：栈的应用

理解了逆波兰表示法的原理就行，在碰到两个数字加一个符号时就计算这两个数字和符号的运算，再把运算结果拼上去，计算完表达式的最后一个运算就得到结果了。

我们可以使用一个栈来解决，碰到数字就push进栈，碰到符号就将符号前的两个都pop出来运算，再把结果push回去，遍历完后栈里的元素就是结果了

class Solution {
public:
int evalRPN(vector<string>& tokens) {
// 力扣修改了后台测试数据，需要用longlong
stack<long long> st;
for (int i = 0; i < tokens.size(); i++) {
if (tokens[i] == "+" || tokens[i] == "-" || tokens[i] == "*" || tokens[i] == "/") {
long long num1 = st.top();
st.pop();
long long num2 = st.top();
st.pop();
if (tokens[i] == "+") st.push(num2 + num1);
if (tokens[i] == "-") st.push(num2 - num1);
if (tokens[i] == "*") st.push(num2 * num1);
if (tokens[i] == "/") st.push(num2 / num1);
} else {
st.push(stoll(tokens[i]));
}
}

int result = st.top();
st.pop(); // 把栈里最后一个元素弹出（其实不弹出也没事）
return result;
}
};