代码随想录-栈与队列|ACM模式（1024程序员节）
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20. 有效的括号
题目描述：
输入输出描述：
思路和想法：
1047. 删除字符串中的所有相邻重复项
题目描述：
输入输出描述：
思路和想法：
150. 逆波兰表达式求值
题目描述：
输入输出描述：
思路和想法：
239. 滑动窗口最大值
题目描述：
输入输出描述：
思路和想法：
347. 前 K 个高频元素
题目描述：
输入输出描述：
思路和想法：
20. 有效的括号
题目描述：
给定一个只包括 '('，')'，'{'，'}'，'['，']' 的字符串 s ，判断字符串是否有效。
有效字符串需满足：
- 左括号必须用相同类型的右括号闭合。
- 左括号必须以正确的顺序闭合。
- 每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。
输入输出描述：
示例 1：
输入：s = "()" 输出：true
示例 2：
输入：s = "()[]{}" 输出：true
示例 3：
输入：s = "(]" 输出：false
提示：
- 1 <= s.length <= 104
- s 仅由括号 '()[]{}' 组成
思路和想法：
这里我是判断栈顶元素和遍历的元素之间的对比，如果相等，就弹出栈顶元素；最后判断栈是否为空，是则返回true。
#include
using namespace std;
bool isValid(string s) {
stack stringStack;
if(s.size() % 2 == 1) return false;
for(int i = 0; i < s.size(); i++){
if(!stringStack.empty() && stringStack.top() == '(' && s[i] ==')'){
stringStack.pop();
}else if(!stringStack.empty() && stringStack.top() == '[' && s[i] ==']'){
stringStack.pop();
}else if(!stringStack.empty() && stringStack.top() == '{' && s[i] =='}'){
stringStack.pop();
}else{
stringStack.push(s[i]);
}
}
return stringStack.empty();
}
int main() {
string str;
getline(cin,str);
bool flag = isValid(str);
if(flag == 1){
cout << "true" < 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。
输入输出描述：
示例：
输入："abbaca" 输出："ca"
解释： 例如，在 "abbaca" 中，我们可以删除 "bb" 由于两字母相邻且相同，这是此时唯一可以执行删除操作的重复项。之后我们得到字符串 "aaca"，其中又只有 "aa" 可以执行重复项删除操作，所以最后的字符串为 "ca"。
提示：
- 1 <= S.length <= 20000
- S 仅由小写英文字母组成。
思路和想法：
这里思路与上一道基本一致，这里分为三个步骤，具体如下：
- 步骤一：判断栈顶元素和遍历的元素是否相等，相等则弹出，不等则导入
- 步骤二：将站内元素给到字符串result承载
- 步骤三：最后再将字符串翻转，得到我们想要的结果。
#include
using namespace std;
string removeDuplicates(string s) {
stack st;
//步骤一：
for(char S : s){
//判断要放入的与栈头一个元素是否相等，相等就弹出，不相等就入栈
if(st.empty() || S != st.top()){
st.push(S);
}
else{
st.pop();
}
}
//步骤二：
string result = "";
while(!st.empty()){
result += st.top();
st.pop();
}
//步骤三：
reverse(result.begin(), result.end());
return result;
}
int main() {
string str;
getline(cin,str);
string result;
result = removeDuplicates(str);
cout << result < 150. 逆波兰表达式求值
题目描述：
给你一个字符串数组 tokens ，表示一个根据 逆波兰表示法 表示的算术表达式。
请你计算该表达式。返回一个表示表达式值的整数。
注意：
- 有效的算符为 '+'、'-'、'*' 和 '/' 。
- 每个操作数（运算对象）都可以是一个整数或者另一个表达式。
- 两个整数之间的除法总是 向零截断 。
- 表达式中不含除零运算。
- 输入是一个根据逆波兰表示法表示的算术表达式。
- 答案及所有中间计算结果可以用 32 位 整数表示。
输入输出描述：
示例 1：
输入：tokens = ["2","1","+","3","*"] 输出：9
解释：该算式转化为常见的中缀算术表达式为：((2 + 1) * 3) = 9
示例 2：
输入：tokens = ["4","13","5","/","+"] 输出：6
解释：该算式转化为常见的中缀算术表达式为：(4 + (13 / 5)) = 6
示例 3：
输入：tokens = ["10","6","9","3","+","-11","*","/","*","17","+","5","+"] 输出：22
解释：该算式转化为常见的中缀算术表达式为： ((10 * (6 / ((9 + 3) * -11))) + 17) + 5 = ((10 * (6 / (12 * -11))) + 17) + 5 = ((10 * (6 / -132)) + 17) + 5 = ((10 * 0) + 17) + 5 = (0 + 17) + 5 = 17 + 5 = 22
提示：
- 1 <= tokens.length <= 104
- tokens[i] 是一个算符（"+"、"-"、"*" 或 "/"），或是在范围 [-200, 200] 内的一个整数
思路和想法：
这里只有两种情况，一个是遍历到数值，一个是遍历到算符。具体如下：
- 遇到数值时，入栈
- 遇到算符时，依次获取栈顶的两个数值num1和num2（注意顺序），根据算符的种类，进行相应的操作。
#include
using namespace std;
int evalRPN(vector& tokens) {
stack st;
for(int i = 0; i < tokens.size(); i++){
if(tokens[i] == "+" || tokens[i] == "-" || tokens[i] == "*" || tokens[i] == "/"){
long long num1 = st.top();
st.pop();
long long num2 = st.top();
st.pop();
if(tokens[i] == "+"){
st.push(num1 + num2);
}
if(tokens[i] == "-"){
st.push(num2 - num1);
}
if (tokens[i] == "*") {
st.push(num2 * num1);
}
if(tokens[i] == "/"){
st.push(num2 / num1);
}
}
else{
st.push(stoll(tokens[i]));
}
}
int result = st.top();
st.pop();
return result;
}
int main() {
vector strs;
string str;
while(cin >> str) {
strs.push_back(str);
// 读到换行符，终止循环
if (getchar() == '\n') {
break;
}
}
int result;
result = evalRPN(strs);
cout << result < 239. 滑动窗口最大值
题目描述：
给你一个整数数组 nums，有一个大小为 k 的滑动窗口从数组的最左侧移动到数组的最右侧。你只可以看到在滑动窗口内的 k 个数字。滑动窗口每次只向右移动一位。
返回 滑动窗口中的最大值 。
输入输出描述：
示例 1：
输入：nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], k = 3 输出：[3,3,5,5,6,7]
解释：
滑动窗口的位置 最大值
[1 3 -1] -3 5 3 6 7 3
1 [3 -1 -3] 5 3 6 7 3
1 3 [-1 -3 5] 3 6 7 5
1 3 -1 [-3 5 3] 6 7 5
1 3 -1 -3 [5 3 6] 7 6
1 3 -1 -3 5 [3 6 7] 7
示例 2：
输入：nums = [1], k = 1 输出：[1]
提示：
- 1 <= nums.length <= 105
- -104 <= nums[i] <= 104
- 1 <= k <= nums.length
思路和想法：
这里可以自己构建一个单调队列来获取一个窗口的最大值，但不是大顶堆（优先级队列）。构建队列，这里维护有可能成为窗口里最大值的元素，并且保证队列从大到小。
设计单调队列的时候，pop，和push操作要保持如下规则：
- pop(value)：如果窗口移除的元素value等于单调队列的出口元素，那么队列弹出元素，否则不用任何操作。（注：要移除的元素为第i - k的元素）
- push(value)：如果push的元素value大于入口元素的数值，那么就将队列入口的元素弹出，直到push元素的数值小于等于队列入口元素的数值为止
- front：返回队列的最大值。
#include
using namespace std;
class myqueue{
public:
deque myque;
void pop(int value){
if (!myque.empty() && value == myque.front())
{
myque.pop_front();
}
}
void push(int value){
while (!myque.empty() && value > myque.back()){
myque.pop_back();
}
myque.push_back(value);
}
int front(){
return myque.front();
}
};
vector maxSlidingWindow(vector& nums, int k) {
myqueue myque;
vector result = {};
//第一步：窗口前k个元素
for (int i = 0; i < k; i++){
myque.push(nums[i]);
}
result.push_back(myque.front());
//第二步：滑动窗口获取最大值
for (int i = k; i < nums.size(); i++){
myque.pop(nums[i - k]);
myque.push(nums[i]);
result.push_back(myque.front());
}
return result;
}
int main() {
vector nums;
int num;
while(cin >> num) {
nums.push_back(num);
// 读到换行符，终止循环
if(getchar() == '\n') {
break;
}
}
int k;
cin >> k;
vector result;
result = maxSlidingWindow(nums,k);
for (int i = 0; i < result.size() - 1; ++i) {
cout << result[i] << " ";
}
cout << result[result.size() - 1] < 347. 前 K 个高频元素
题目描述：
给你一个整数数组 nums 和一个整数 k ，请你返回其中出现频率前 k 高的元素。你可以按 任意顺序 返回答案。
输入输出描述：
示例 1:
输入: nums = [1,1,1,2,2,3], k = 2 输出: [1,2]
示例 2:
输入: nums = [1], k = 1 输出: [1]
提示：
- 1 <= nums.length <= 105
- k 的取值范围是 [1, 数组中不相同的元素的个数]
- 题目数据保证答案唯一，换句话说，数组中前 k 个高频元素的集合是唯一的
思路和想法：
map和优先级队列的结合。先用map记录频率，使用优先级队列实现对频率的排序，最终输出结果。
步骤一：用map统计元素出现的频率
步骤二：使用优先级队列（小顶堆）实现对频率排序
步骤三：输出前k个高频元素
#include
using namespace std;
class mycomparison {
public:
bool operator()(const pair &lhs, const pair &rhs) {
return lhs.second > rhs.second;
}
};
vector topKFrequent(vector& nums, int k) {
//map，小顶堆
unordered_map map;
for(int i = 0; i < nums.size(); i++){
map[nums[i]]++;
}
priority_queue,vector>,mycomparison> pri_que;//小顶堆
for (unordered_map::iterator it = map.begin(); it != map.end(); it++) {
pri_que.push(*it);
if (pri_que.size() > k) { // 如果堆的大小大于了K，则队列弹出，保证堆的大小一直为k
pri_que.pop();
}
}
vector result(k);
for (int i = k - 1; i >= 0; i--) {
result[i] = pri_que.top().first;
pri_que.pop();
}
return result;
}
int main() {
vector nums;
int num;
while(cin >> num){
nums.push_back(num);
if(getchar() == '\n'){
break;
}
}
int k;
cin >> k;
vector result;
result = topKFrequent(nums,k);
for (int i = 0; i < result.size() - 1; ++i) {
cout << result[i] << " ";
}
cout << result[result.size() - 1] <