day11 | 20. 有效的括号、1047. 删除字符串中的所有相邻重复项、150. 逆波兰表达式求值
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题目链接：
https://leetcode.cn/problems/valid-parentheses/
https://leetcode.cn/problems/remove-all-adjacent-duplicates-in-string/
https://leetcode.cn/problems/evaluate-reverse-polish-notation/
解题及思路学习
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：
- 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。
- 每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。
思考：在字符串中，将字符串从前往后压入栈。判断下一个即将压入栈的括号是否和栈顶的是否是相同类型，若是则弹出。若不是，则返回false。最后如果栈里面没有元素了，则返回true。 如何判断是相容类型括号呢？ 或许可以直接判断，是左括号就入栈。右括号就出栈。
随想录：当遇到左括号，直接将右括号入栈，这样弹出的时候比较就简单一些。有三种不匹配的情况：1、字符串里左方向的括号多余了。 2、括号没有多余，但是 括号的类型没有匹配上。3、字符串里右方向的括号多余了。
第一种情况：已经遍历完了字符串，但是栈不为空，说明有相应的左括号没有右括号来匹配，所以return false
第二种情况：遍历字符串匹配的过程中，发现栈里没有要匹配的字符。所以return false
第三种情况：遍历字符串匹配的过程中，栈已经为空了，没有匹配的字符了，说明右括号没有找到对应的左括号return false
那么什么时候说明左括号和右括号全都匹配了呢，就是字符串遍历完之后，栈是空的，就说明全都匹配了。
class Solution {
public:
bool isValid(string s) {
if (s.size() % 2 != 0) return false; // 如果s的长度为奇数，一定不符合要求
stack<char> st;
for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
if (s[i] == '(') st.push(')');
else if (s[i] == '{') st.push('}');
else if (s[i] == '[') st.push(']');
// 第三种情况：遍历字符串匹配的过程中，栈已经为空了，没有匹配的字符了，说明右括号没有找到对应的左括号 return false
// 第二种情况：遍历字符串匹配的过程中，发现栈里没有我们要匹配的字符。所以return false
else if (st.empty() || st.top() != s[i]) return false;
else st.pop(); // st.top() 与 s[i]相等，栈弹出元素
}
// 第一种情况：此时我们已经遍历完了字符串，但是栈不为空，说明有相应的左括号没有右括号来匹配，所以return false，否则就return true
return st.empty();
}
};
- 时间复杂度: O(n)
- 空间复杂度: O(n)
技巧性的东西没有固定的学习方法，还是要多看多练，自己灵活运用了。
对于这种题目，可以先把可能的情况列出来，之后根据逻辑来写代码，会清晰很多。
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"
思考：①首先想到了双指针，快慢指针操作进行删除。两个指针相差一个位置最开始，之后如果两个指针指向的内容相等（while) ，则满指针后移一格，快指针前移一格。如果不相等，则都前进一格并将快指针的内容赋值给慢指针。
②如果用栈的话，那就是不断将字符串s中的字符压入栈，如果遇到字符和栈顶相同，则跳过该字符并删除栈顶的元素。
代码（while之后的部分借鉴了随想录）。
class Solution {
public:
string removeDuplicates(string s) {
stack<char> st;
string result;
for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
if(st.empty()) st.push(s[i]);
else if (s[i] == st.top()) {
st.pop();
}
else st.push(s[i]);
}
while(!st.empty()) {
result += st.top();
st.pop();
}
reverse(result.begin(), result.end());
return result;
}
};
- 时间复杂度: O(n)
- 空间复杂度: O(n)
随想录：可以用字符串模拟栈，这样就节省了空间。
用栈：
class Solution {
public:
string removeDuplicates(string S) {
stack<char> st;
for (char s : S) {
if (st.empty() || s != st.top()) {
st.push(s);
} else {
st.pop(); // s 与 st.top()相等的情况
}
}
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;
}
};
- 时间复杂度: O(n)
- 空间复杂度: O(n)
不用栈：
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;
}
};
- 时间复杂度: O(n)
- 空间复杂度: O(1)，返回值不计空间复杂度
栈特别适合用于判断相邻字符的判断。
a.push_back() 在字符串末尾添加一个字符
a.pop_back() 在字符串末尾删除一个字符
150. 逆波兰表达式求值
给你一个字符串数组 tokens ，表示一个根据 逆波兰表示法 表示的算术表达式。
请你计算该表达式。返回一个表示表达式值的整数。
注意：
- 有效的算符为
'+'、'-'、'*'和'/'。 - 每个操作数（运算对象）都可以是一个整数或者另一个表达式。
- 两个整数之间的除法总是 向零截断 。
- 表达式中不含除零运算。
- 输入是一个根据逆波兰表示法表示的算术表达式。
- 答案及所有中间计算结果可以用 32 位 整数表示。
示例 1：
输入：tokens = ["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
思考：逆波兰表达式是将平时用的中缀表达式写成了后缀表达式的形式。所以主要是如何转换。没啥好的思路，直接看视频。
随想录：后缀表达式是更适合计算机的运算方法。用栈区存储，如果遇到了数组就压入，如果遇到运算符就去除两个数字并进行操作，最后留下的就是运算的结果。（）
class Solution {
public:
int evalRPN(vector<string>& tokens) {
stack<long long> st;
long long num1, num2;
int result;
for(int i = 0; i < tokens.size(); i++) {
if (tokens[i] == "+" || tokens[i] == "-" || tokens[i] == "*" || tokens[i] == "/") {
num1 = st.top(); st.pop();
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]));
}
}
result = st.top();
st.pop();
return result;
}
};
- 时间复杂度: O(n)
- 空间复杂度: O(n)
注意，第一个取得是表面的那个数字，第二个才是下面的数字，所以后面运算的时候，要用num2 - num1。
C++字符串转换
- stoi： string型变量转换为int型变量
- stol： string型变量转换为long型变量
- stoul：string型变量转换为unsigned long型变量
- stoll： string型变量转换为long long型变量(常用)
- stoull：string型变量转换为unsigned long long型变量
- stof： string型变量转换为float型变量
- stod： string型变量转换为double型变量(常用)
- stold：string型变量转换为long double型变量
困难及收获
困难
字符串和栈的一些基本操作不熟。
今日收获
逆波兰表达式就是后缀表达式
栈比较适合对相邻两个数据进行处理。