算法通关村第四关|白银|栈的经典算法问题【持续更新】

1.括号匹配问题

1.1 有效的括号：用哈希表的 key 存储左半边符号，用 value 存储右半边符号，然后用栈去匹配左右括号，注意不仅要左右括号类型匹配，数量也要匹配。

public boolean isValid(String s) {
	if (s.length() <= 1) {
        return false;
	}
	Map<Character, Character> smap = new HashMap<>();
	smap.put('(', ')');
	smap.put('{', '}');
	smap.put('[', ']');

	Stack<Character> stack = new Stack();
	for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
        char item = s.charAt(i);
        // 左括号就直接入栈
        if (smap.containsKey(item)) {
            stack.push(item);
        } else {// 右括号就进行判断
            // 栈不为空才进行下一步判断，栈为空直接返回false
            if (!stack.isEmpty) {
                Character left = stack.pop();
                char right = smap.get(left);
                if (right != item) {
                    return false;
                }
            } else {
                return false;
            }
        }
    }
	// 循环结束以后如果栈里还有左括号，则返回false
	return stack.isEmpty();
}

1.2 有效括号生成：【持续更新】。
1.3 最长有效括号：【持续更新】。

2.最小栈

设计一个能在常数时间内检索到最小元素的栈。

class MinStack {
    Deque<Integer> xStack;
    Deque<Integer> minStack;

    public MinStack() {
        xStack = new LinkedList<Integer>();
        minStack = new LinkedList<Integer>();
        minStack.push(Integer.MAX_VALUE);
    }

    public void push(int x) {
        // 这里用LinkedList表示栈，使用push方法，后续同理
        xStack.push(x);
        minStack.push(Math.min(minStack.peek(), x));
    }

    public void pop() {
        xStack.pop();
        minStack.pop();
    }

    public int top() {
        return xStack.peek();
    }

    public int getMin() {
        return minStack.peek();
    }
}

3.最大栈

设计一个支持查找或弹出栈中最大元素的栈。

class MaxStack {
    Stack<Integer> stack;
    Stack<Integer> maxStack;

    public MaxStack() {
        stack = new Stack();
        maxStack = new Stack();
    }

    public void push(int x) {
        int max = maxStack.isEmpty() ? x : Math.max(maxStack.peek(), x);
        stack.push(x);
        maxStack.push(max);
    }

    public int pop() {
        maxStack.pop();
        return stack.pop();
    }

    public int top() {
        return stack.peek();
    }

    public int peekMax() {
        return maxStack.peek();
    }

    public int popMax() {
        int max = peekMax();
        Stack<Integer> buffer = new Stack();
        while (top() != max) {
            buffer.push(pop());
        }
        // 把最大值弹出
        pop();
        while (!buffer.isEmpty()) {
            push(buffer.pop());
        }
        return max;
    }
}

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