数据结构--栈和队列

part 1. 栈

栈是一种后进先出的结构。

常用操作：

（1）清空（clear）

（2）获取栈内元素个数（size）

（3）判空（empty）

（4）进栈（top）

（5）出栈（pop）

（6）取栈顶元素（top）

注意 :

       出栈操作和取栈顶元素操作必须在栈非空的情形下才能使用，因此在使用 pop() 和 top() 函数前必须使用 empty() 函数 判断栈是否为空

题目：单调栈

给定一个长度为 N 的整数数列，输出每个数左边第一个比它小的数，如果不存在则输出 −1−1。

输入格式

第一行包含整数 N，表示数列长度。

第二行包含 N 个整数，表示整数数列。

输出格式

共一行，包含 N 个整数，其中第 i 个数表示第 i 个数的左边第一个比它小的数，如果不存在则输出 −1−1。

数据范围

1≤N≤10^5
1≤数列中元素≤10^9

输入样例：

5
3 4 2 7 5

输出样例：

-1 3 -1 2 2

代码：

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

const int N = 1e6 + 10;
using namespace std;
typedef pair PII;

int main()
{
    int n;
    cin >> n;
    while (n -- )
    {
        int x;
        scanf("%d", &x);
        while (tt && stk[tt] >= x) tt -- ;//如果栈顶元素大于当前待入栈元素，则出栈
        if (!tt) printf("-1 ");//如果栈空，则没有比该元素小的值。
        else printf("%d ", stk[tt]);//栈顶元素就是左侧第一个比它小的元素。
        stk[ ++ tt] = x;
    }
    return 0;
}

part 2 . 队列

        队列是一种先进先出的数据结构，从队尾加入元素，从队首移除元素

常用操作：

（1）清空（clear）

（2）获取队列内元素个数（size）

（3）判空（empty）

（4）入队（push）

（5）出队（pop）

（6）取队首元素（get_front）

（7）取队尾元素（get_rear）

注意:和栈类似，出队操作和取队首，队尾元素操作必须在队列非空的情况的情况下才能使用

题目：滑动窗口

给定一个大小为 n≤106 的数组。

有一个大小为 k 的滑动窗口，它从数组的最左边移动到最右边。

你只能在窗口中看到 k 个数字。

每次滑动窗口向右移动一个位置。

以下是一个例子：

该数组为 [1 3 -1 -3 5 3 6 7]，k 为 33。

窗口位置	最小值	最大值
[1 3 -1] -3 5 3 6 7	-1	3
1 [3 -1 -3] 5 3 6 7	-3	3
1 3 [-1 -3 5] 3 6 7	-3	5
1 3 -1 [-3 5 3] 6 7	-3	5
1 3 -1 -3 [5 3 6] 7	3	6
1 3 -1 -3 5 [3 6 7]	3	7

你的任务是确定滑动窗口位于每个位置时，窗口中的最大值和最小值。

输入格式

输入包含两行。

第一行包含两个整数 n 和 k，分别代表数组长度和滑动窗口的长度。

第二行有 n 个整数，代表数组的具体数值。

同行数据之间用空格隔开。

输出格式

输出包含两个。

第一行输出，从左至右，每个位置滑动窗口中的最小值。

第二行输出，从左至右，每个位置滑动窗口中的最大值。

输入样例：

8 3
1 3 -1 -3 5 3 6 7

输出样例：

-1 -3 -3 -3 3 3
3 3 5 5 6 7

int a[N], q[N], hh, tt = -1;

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

const int N = 1e6 + 10;
using namespace std;
typedef pair PII;
int main()
{
    int n, k;
    cin >> n >> k;
    for (int i = 0; i < n; ++ i)
    {
        scanf("%d", &a[i]);
        if (i - k + 1 > q[hh]) ++ hh;                  // 若队首出窗口，hh加1
        while (hh <= tt && a[i] <= a[q[tt]]) -- tt;    // 若队尾不单调，tt减1
        q[++ tt] = i;                                  // 下标加到队尾
        if (i + 1 >= k) printf("%d ", a[q[hh]]);       // 输出结果
    }
    cout << endl;
    hh = 0; tt = -1;                                   // 重置！
    for (int i = 0; i < n; ++ i)
    {
        if (i - k + 1 > q[hh]) ++ hh;
        while (hh <= tt && a[i] >= a[q[tt]]) -- tt;
        q[++ tt] = i;
        if (i + 1 >= k) printf("%d ", a[q[hh]]);
    }
    return 0;
}