代码随想录栈和队列专题二刷复盘day17

• 栈和队列理论基础

  • 队列是先进先出，栈是先进后出

  • 栈和队列是STL里面的两个数据结构

    • 三个最为普遍的STL版本

      • 1.HP STL其他版本的C++ STL，一般是以HP STL为蓝本实现出来的，HP STL是C++ STL的第一个实现版本，且开放源代码

      • 2.P.J.Plauger STL 由P.J.Plauger参照HP STL实现出来的，被Visual C++编译器所采用，不是开源的。

      • 3.SGI STL 由Silicon Graphics Computer Systems公司参照HP STL实现，被Linux的C++编译器GCC所采用，SGI STL是开源软件，源码可读性甚高。

  • 栈提供push和pop等等接口，所有元素必须符合先进后出规则，所以栈不提供走访功能，也不能提供迭代器，不像是set或者map提供迭代器来遍历所有元素。栈是以底层容器完成其所有的工作，对外提供统一的接口，底层容器是可插拔的(也就是说我们可以控制使用哪种容器来实现栈的功能)。所以STL中栈往往不被归类为容器，而被归类为container adapter(容器适配器)

  • 栈的底层实现可以是vector,deque,list都是可以的，主要就是数组和链表的底层实现。常用的SGI STL，如果没有指定底层实现的化，默认是以deque为缺省情况下栈的底层结构，也可以指定vector为栈的底层实现

  • 队列中先进先出的数据结构，同样不允许有遍历行为，不提供迭代器，SGI STL中队列一样是以deque为缺省情况下的底部结构，也可以指定list为其底层实现，所以STL队列也不被归类为容器，而被归类为container adapter(容器适配器)

 232.用栈实现队列

232. 用栈实现队列 - 力扣（LeetCode）

1.双栈实现队列：在push数据的时候，只要数据放进输入栈就可以，但是在pop的时候，输出站如果为空，就把进栈数据全部导入，再从栈弹出数据，如果输出栈不为空，则直接从出栈弹出数据就可以了

class MyQueue {
public:
    stack stIn;
    stack stOut;
    MyQueue() {

    }
    // 将元素x推到队列的末尾
    void push(int x) {
        stIn.push(x);
    }
    // 从队列的开头移除并返回元素
    int pop() {
        if(stOut.empty()) {
            while(!stIn.empty()) {
                stOut.push(stIn.top());
                stIn.pop();
            }
        }
        int result = stOut.top();
        stOut.pop();
        return result;
    }
    // 返回队列开头的元素
    int peek() {
        int res = this->pop();
        stOut.push(res);
        return res;
    }
    // 判断队列是否为空
    bool empty() {
        return stIn.empty() && stOut.empty();
    }
};

/**
 * Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
 * MyQueue* obj = new MyQueue();
 * obj->push(x);
 * int param_2 = obj->pop();
 * int param_3 = obj->peek();
 * bool param_4 = obj->empty();
 */

225.用队列实现栈

225. 用队列实现栈 - 力扣（LeetCode）

1.用两个队列实现：用两个队列que1和que2实现队列的功能，que2其实完全就是一个备份的作用，把que1最后面的元素以外的元素都备份到que2，然后弹出最后面的元素，再把其他元素从que2导回que1

class MyStack {
public:
    queue que1;
    queue que2;    // 辅助队列，用来备份
    /** Initialize your data structure here. */
    MyStack() {

    }
    
    /** Push element x onto stack. */
    void push(int x) {
        que1.push(x);
    }
    /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
    int pop() {
        int size = que1.size();
        size--;
        while(size--) {// 将que1 导入que2，但要留下最后一个元素
            que2.push(que1.front());
            que1.pop();
        }
        int result = que1.front();  // 留下的最后一个元素就是要返回的值
        que1.pop();
        que1 = que2;                // 再将que2赋值给que1
        while(!que2.empty()) {      // 清空que2
            que2.pop();
        }
        return result;
    }

     /** Get the top element. */
    int top() {
        return que1.back();
    }
    /** Returns whether the stack is empty. */
    bool empty() {
        return que1.empty();
    }
};

/**
 * Your MyStack object will be instantiated and called as such:
 * MyStack* obj = new MyStack();
 * obj->push(x);
 * int param_2 = obj->pop();
 * int param_3 = obj->top();
 * bool param_4 = obj->empty();
 */

2.一个队列模拟栈：一个队列在模拟栈弹出元素的时候只要将队列头部的元素(除了最后一个元素外)重新添加到队列尾部，此时在去弹出元素就是栈的顺序了

class MyStack {
public:
    queue que;
    /** Initialize your data structure here. */
    MyStack() {

    }
    /** Push element x onto stack. */
    void push(int x) {
        que.push(x);
    }
    /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
    int pop() {
        int size = que.size();
        size--;
        while(size--) {
            que.push(que.front());
            que.pop();
        }
        int result = que.front();
        que.pop();
        return result;
    }

    /** Get the top element. */
    int top() {
        return que.back();
    }
    /** Returns whether the stack is empty. */
    bool empty() {
        return que.empty();
    }
};

/**
 * Your MyStack object will be instantiated and called as such:
 * MyStack* obj = new MyStack();
 * obj->push(x);
 * int param_2 = obj->pop();
 * int param_3 = obj->top();
 * bool param_4 = obj->empty();
 */

20.有效的括号

20. 有效的括号 - 力扣（LeetCode）

• 本题一共有三种情况

  • 字符串里左括号多余了

  • 字符串没有括号多余，但是出现不匹配的情况

  • 字符串右括号多余了

1.栈的拿手好戏：如果遇到左括号就在栈里存入对应的右括号，如果匹配的时候发现栈为空或者元素不匹配的情况就直接返回false。最后如果栈不为空的情况，也返回false

class Solution {
public:
    bool isValid(string s) {
        if(s.size() % 2 != 0) return false;
        stack 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('}');
            else if(st.empty() || s[i] != st.top()) return false;
            else st.pop();
        }
        return st.empty();
    }
};

1047.删除字符串中的所有相邻重复项

1047. 删除字符串中的所有相邻重复项 - 力扣（LeetCode）

1.栈的拿手好戏：遍历整个字符串，如果栈为空或者元素不匹配，就把元素存入栈中，如果元素匹配，就弹出栈的匹配元素，最后将栈输出，并反转整个结果

class Solution {
public:
    string removeDuplicates(string s) {
        stack st;
        for(int i = 0; i < s.size(); i++) {
            if(st.empty() || s[i] != st.top()) {
                st.push(s[i]);
            } else {
                st.pop();
            }
        }
        string result = "";
        while(!st.empty()) {
            result += st.top();
            st.pop();
        }
        reverse(result.begin(), result.end());
        return result;
    }
};

150.逆波兰表达式

150. 逆波兰表达式求值 - 力扣（LeetCode）

1.栈的最后表演：和删除字符串中的所有相邻重复项类似：遇到运算符就把栈的头两个元素进行运算然后存入栈中，最后得出结果

class Solution {
public:
    int evalRPN(vector& tokens) {
        stack st;
        for(int i = 0; i < tokens.size(); i++) {
            if(tokens[i] == "+" || tokens[i] == "-" || tokens[i] == "*" || tokens[i] == "/") {
                int num1 = st.top();
                st.pop();
                int 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(stoi(tokens[i]));
            }
        }
        int result = st.top();
        st.pop();
        return result;
    }
};