【洛谷】B3614 【模板】栈 题解——通过模板讲解栈

【模板】栈

栈 模板

题目描述

请你实现一个栈（stack），支持如下操作：

• push(x)：向栈中加入一个数 $x$。
• pop()：将栈顶弹出。如果此时栈为空则不进行弹出操作，输出 Empty。
• query()：输出栈顶元素，如果此时栈为空则输出 Anguei!。
• size()：输出此时栈内元素个数。

输入格式

本题单测试点内有多组数据。
输入第一行是一个整数 $T$，表示数据组数。对于每组数据，格式如下：
每组数据第一行是一个整数，表示操作的次数 $n$。
接下来 $n$ 行，每行首先由一个字符串，为 push，pop，query 和 size 之一。若为 push，则其后有一个整数 $x$，表示要被加入的数，$x$ 和字符串之间用空格隔开；若不是 push，则本行没有其它内容。

输出格式

对于每组数据，按照「题目描述」中的要求依次输出。每次输出占一行。

样例 #1

样例输入 #1

2
5
push 2
query
size
pop
query
3
pop
query
size

样例输出 #1

2
1
Anguei!
Empty
Anguei!
0

提示

样例 1 解释

对于第二组数据，始终为空，所以 pop 和 query 均需要输出对应字符串。栈的 size 为 0。

数据规模与约定

对于全部的测试点，保证 $1\le T,n\le 10^6$，且单个测试点内的 $n$ 之和不超过 $10^6$，即 $\sum n\le 10^6$。保证 $0\le x<2^{64}$。

提示

• 请注意大量数据读入对程序效率造成的影响。
• 因为一开始数据造错了，请注意输出的 Empty 不含叹号，Anguei! 含有叹号。

题解思路

首先，本题最重要一点，题目中所用最大测试数据必须用unsigned long long否则无法通过测试。
然后，咱们开始讲栈！

栈——最早的元素最后才能被访问，最后加进去的元素最先被访问。如图，元素只能从最顶上被加进去，也只能从最顶上取出元素。

C++中已经有写好的stack和vector数据结构，不过为了更好的理解它的原理，今天我使用的是数组来演示栈的常见操作。
栈初始是空的，大小为0，所以下标 $i$ 一开始为 $0$。

向栈中添加元素，执行完后， $i$ 变为 1，也就表示，栈的大小为1。

当我们执行pop操作的时候，$i$ 的值减小。比如当栈中有4个元素时, $i=4$ ，栈pop，下标左移 $i=3$ 。

当我们执行query时，返回下标为 $i$ 的数组元素。如下图，所示，返回nums[i]，即nums[3] -> 2。

注意点：

• 如果是用数组实现的栈，向栈内添加元素时，要注意数组的大小，需要大于题目需要的最大情况。如果是用stack或vector实现的栈，它们会自动扩展空间大小。
• 执行pop操作的时候，正常情况就让i--，但是如果 $i=0$，此时栈内为空，无法再让栈顶元素出栈。
• 执行query操作，如果 $i=0$ ，此时栈内为空，无法获得栈顶元素的值。
• 执行size操作，我们约定的下标 $i$ 即为栈的大小。

题解代码

#include 
using namespace std;
typedef unsigned long long ll;
const int N = 1e6 + 1;

class MyStack
{

private:
    int i = 0;
    ll nums[N];

public:
    void push(ll x)
    {
        if (i < N)
        {
            nums[i++] = x;
        }
    }

    void pop()
    {
        if (i > 0)
        {
            i--;
        }
        else
        {
            printf("Empty\n");
        }
    }

    void query()
    {
        if (i > 0)
        {

            printf("%llu\n", nums[i - 1]);
        }
        else
        {
            printf("Anguei!\n");
        }
    }

    void size()
    {
        printf("%d\n", i);
    }
};

int main()
{
    int t;
    cin >> t;
    while (t--)
    {
        int n;
        scanf("%d", &n);
        MyStack stack;
        while (n--)
        {
            string ord;
            cin >> ord;
            if (ord == "push")
            {
                ll x;
                scanf("%llu", &x);
                stack.push(x);
            }
            else if (ord == "pop")
            {
                stack.pop();
            }
            else if (ord == "query")
            {
                stack.query();
            }
            else if (ord == "size")
            {
                stack.size();
            }
        }
    }
    return 0;
}