代码随想录算法训练营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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一、20.有效的括号

题目描述： 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：
(1)左括号必须用相同类型的右括号闭合。
(2)左括号必须以正确的顺序闭合。
(3)注意空字符串可被认为是有效字符串。

1. 栈

三种不匹配的情况：

1. 字符串里左方向的括号多余了 ，所以不匹配。
   
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，所以不匹配。
   
   解决方案：在匹配左括号的时候，右括号先入栈，比较当前元素和栈顶相不相等。

class Solution {
    public boolean isValid(String s) {
        Deque<Character> deque = new LinkedList<>();
        char ch;
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            ch = s.charAt(i);
            // 碰到左括号，就把相应的右括号入栈
            if (ch == '(') {
                deque.push(')');
            } else if (ch == '{') {
                deque.push('}');
            } else if (ch == '[') {
                deque.push(']');
            } else if (deque.isEmpty() || deque.peek() != ch) {
                return false;
            } else {  // 如果是右括号，判断是否和栈顶元素匹配
                deque.pop();
            }
        }
        // 最后判断栈中元素是否匹配
        return deque.isEmpty();
    }
}

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。

我们只需要遍历该字符串，如果当前字符和栈顶字符相同，我们就贪心地将其消去，否则就将其入栈即可。

1. 拿字符串直接作为栈，省去了栈还要转为字符串的操作

class Solution {
    public String removeDuplicates(String s) {
        // 将res当做栈
        StringBuffer res = new StringBuffer();
        // top为res的长度
        int top = -1;
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            char c = s.charAt(i);
            // 当top>0,即栈中有字符时，当前字符如果和栈中字符相等，弹出栈顶字符，同时top--
            if (top >= 0 && res.charAt(top) == c) {
                res.deleteCharAt(top);
                top--;
            } else {  // 否则将该字符入栈，同时top++
                res.append(c);
                top++;
            }
        }
        return res.toString();
    }
}

2. 使用 Deque 作为堆栈

class Solution {
    public String removeDuplicates(String s) {
       // ArrayDeque会比LinkedList在除了删除元素这一点外会快一些
       ArrayDeque<Character> deque = new ArrayDeque<>();
       char ch;
       for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
           ch = s.charAt(i);
           if (deque.isEmpty() || deque.peek() != ch) {
               deque.push(ch);
           } else {
               deque.pop();
           }
       }
       String str = "";
       // 剩余元素即为不重复的元素
       while (!deque.isEmpty()) {
           str = deque.pop() + str;
       }
       return str;
    }
}

3. 双指针

class Solution {
    public String removeDuplicates(String s) {
       char[] ch = s.toCharArray();
       int fast = 0;
       int slow = 0;
       while (fast < s.length()) {
           // 直接用fast指针覆盖slow指针的值
           ch[slow] = ch[fast];
           // 遇到前后相同值的，就跳过，即slow指针后退一步，下次循环就直接覆盖掉了
           if (slow > 0 && ch[slow] == ch[slow - 1]) {
               slow --;
           } else {
               slow++;
           }
           fast++;
       }
       return new String(ch, 0, slow);
    }
}

三、150. 逆波兰表达式求值

题目描述： 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。

1. 栈

逆波兰表达式严格遵循「从左到右」的运算。计算逆波兰表达式的值时，使用一个栈存储操作数，从左到右遍历逆波兰表达式，进行如下操作：
如果遇到操作数，则将操作数入栈；
如果遇到运算符，则将两个操作数出栈，其中先出栈的是右操作数，后出栈的是左操作数，使用运算符对两个操作数进行运算，将运算得到的新操作数入栈。

• 时间复杂度：$O(n)$
• 空间复杂度：$O(n)$

class Solution {
    public int evalRPN(String[] tokens) {
        Deque<Integer> stack = new LinkedList();
        for (String s : tokens) {
            if ("+".equals(s)) {
                stack.push(stack.pop() + stack.pop());
            } else if ("-".equals(s)) {
                stack.push(-stack.pop() + stack.pop());
            } else if ("*".equals(s)) {
                stack.push(stack.pop() * stack.pop());
            } else if ("/".equals(s)) {
                int temp1 = stack.pop();
                int temp2 = stack.pop();
                stack.push(temp2 / temp1);
            } else {
                stack.push(Integer.valueOf(s));
            }
        }
        return stack.pop();
    }
}

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总结

以上就是今天学习的内容，对栈的运算掌握一个原则：先进后出。