数据结构与算法--栈思想的几个问题

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题目1

给定一个整数,编写一个算法将这个数转换为八进制数。

思路:

  1. 初始化一个空栈S
  2. 当十进制N非零时,循环执行以下操作
  • 把N与8求余得到的八进制数压入栈S;
  • N更新为N与8的商;
  1. 当栈S非空时,循环执行以下操作
  • 弹出栈顶元素e;
  • 输出e; 代码
void conversion(int N){
    SqStack S;
    SElemType e;
    // 初始化一个空栈S
    InitStack(&S);
    while (N) {
        PushData(&S, N%8);
        N = N/8;
    }
    while (!StackEmpty(S)) {
        Pop(&S, &e);
        printf("%d\n",e);
    }
    
}

swift 代码

/* 顺序栈结构 */
public struct SqStack<T> {
    public var data = [T]();
    var top = -1;
    // 将栈置空
    public mutating func clear() -> Bool {
        //疑问: 将栈置空,需要将顺序栈的元素都清空吗?
        //不需要,只需要修改top标签就可以了.
        top = -1;
        return true;
    }
    // 判断顺序栈是否为空;
    public func isEmpty() -> Bool {
        return top == -1;
    }
    // 返回栈的长度
    public func length() -> Int {
        return top + 1;
    }
    // 获取栈顶
    public func getTop() -> T? {
        if top == -1 {
            return nil;
        } else {
            return data[top];
        }
    }
    // 插入元素e为新栈顶元素
    public mutating func push(_ e:T) -> Void {
        top += 1;
        if top == data.count {
            data.append(e);
        } else {
            data[top] = e;
        }
    }
    // 删除S栈顶元素,并且返回
    public mutating func pop() -> T? {
        if top == -1 {
            return nil;
        } else {
            let e = data[top];
            top -= 1;
            return e;
        }
    }
}

extension SqStack : CustomStringConvertible {
    public var description: String {
        if top == -1 {
            return "[]"
        }
        return String(describing: data[0...top]);
    }
}

func convertToBase8(_ num: Int) -> String {
    var n = num
    var s = SqStack<Int>()
    while n > 0 {
        s.push(n%8)
        n /= 8
    }
    var result = "";
    while !s.isEmpty() {
        result += "\(s.pop()!)"
    }
    return result;
}

题目2

假设表达式中允许包含两种括号:圆括号与方括号,其嵌套顺序随意,即() 或者[([][])]都是正确的.而这 [(]或者(()])或者([()) 都是不正确的格式. 检验括号是否匹配的方法可用"期待的急迫程度"这个概念来描述. 例如,考虑以下括号的判断:

[ ( [ ] [ ] ) ]
1 2 3 4 5 6 7 8
/*
 思路:
 1. 将第0个元素压栈
 2. 遍历[1,strlen(data)]
    (3). 取栈顶字符
    (4). 检查该字符是左括号("(","[")
         a.是左"(",则判断紧接其后的data[i]是为右")"
            YES->压栈,NO->出栈
         b.是左"[",则判断紧跟其后的data[i]是为右"]"
            YES->压栈,NO->出栈
         c.表示式如果以"#"结尾,则判断紧跟其后的data是为左"(""]"
            YES->压栈,NO->-1;
 
 3.遍历结束,则判断栈是否为空,为空则表示匹配成功;否则匹配失败;
 [ ( [ ] [ ] ) ]
 1 2 3 4 5 6 7 8
 */
int ExecuteData(SqStack stack,char* data){
    Push(&stack,data[0]);
    for(int i=1;i<strlen(data);i++){
        char top = GetTop(stack);
        switch(top){
            case '(':
                if(data[i]==')')Pop(&stack);
                else Push(&stack,data[i]);
                break;
            case '[':
                if(data[i]==']')Pop(&stack);
                else Push(&stack,data[i]);
                break;
            case '#':
                if(data[i]=='('||data[i]=='['){
                    Push(&stack,data[i]);
                    break;
                }
                else
                    default:return -1;break;
        }
    }
    
    //如果栈为空,则返回"0"->匹配成功 否则返回"-1"匹配失败
    if(stack.top==stack.base){
        Destroy(&stack);
        return 0;
    }
    else{
        Destroy(&stack);
        return -1;
    }
}

swift

func isValid(_ s: String) -> Bool {
    var sq = SqStack<Character>();
    for value in s {
        if let temp = sq.getTop() {
            switch temp {
            case "(":
                if value == ")" {
                    sq.pop();
                } else {
                    sq.push(value)
                }
            case "[":
                if value == "]" {
                    sq.pop();
                } else {
                    sq.push(value)
                }
            case "{":
                if value == "}" {
                    sq.pop();
                } else {
                    sq.push(value)
                }
            default:
                sq.push(value);
            }
        } else {
            sq.push(value);
        }
    }
    if sq.isEmpty() {
        return true
    }
    return false;
}

题目3

杨辉三角

/*
 思路:
 1. 第一层循环控制行数i : 默认[i][0] = 1,[i][i] = 1
 2. 第二层循环控制列数j : triangle[i][j] = triangle[i-1][j-1] + triangle[i-1][j]
 */
int** generate(int numRows, int* returnSize){
    *returnSize = numRows;
    int **res = (int **)malloc(sizeof(int*)*numRows);
    for (int i = 0; i < numRows; i++) {
        res[i] = (int *)malloc(sizeof(int)*(i+1));
        res[i][0] = 1;
        res[i][i] = 1;
        for (int j = 1; j < i; j++) {
            res[i][j] = res[i-1][j] + res[i-1][j-1];
        }
    }
    return res;
}

swift

func generate(_ n:Int) -> Array<Array<Int>> {
    var result = Array<Array<Int>>.init(repeating: Array<Int>(repeating: 0, count: n), count: n);
    for i in 0 ..< n {
        result[i][0] = 1
        result[i][i] = 1
        var j = 1
        while j < i {
            result[i][j] = result[i-1][j-1] + result[i-1][j]
            j += 1
        }
    }
    return result;
}

题目4

假设你正在爬楼梯。需要 n 阶你才能到达楼顶。每次你可以爬 1 或 2 个台阶。你有 多少种不不同的⽅方法可以爬到楼顶呢?注意:给定 n 是⼀一个正整数

/*
 方法一:递归求解法
 f(n) = f(n-1) + f(n-2);
 f(1)=1;
 f(2)=1;
 */
int ClimbStairs_1(int n){
    if (n<1)  return 0;
    if (n == 1) return 1;
    if (n == 2) return 2;
    return ClimbStairs_1(n-1) + ClimbStairs_1(n-2);
}

/*
 方法二:动态规划法
 */
int ClimbStairs(int n){
    if(n==1) return 1;
    int temp = n+1;
    int *sum = (int *)malloc(sizeof(int) * (temp));
    sum[0] = 0;
    sum[1] = 1;
    sum[2] = 2;
    for (int i = 3; i <= n; i++) {
        sum[i] = sum[i-1] + sum[i-2];
    }
    return sum[n];
}

swift

/*
 方法一:递归求解法
 f(n) = f(n-1) + f(n-2);
 f(1)=1;
 f(2)=1;
 */
func climbStairs_1(_ n:Int) -> Int {
    if n < 1 {
        return 0
    }
    if n == 1 {
        return 1
    }
    if n == 2 {
        return 2
    }
    return climbStairs_1(n - 1) + climbStairs_1(n - 2)
}

/*
 方法二:动态规划法
 动态规划(英语:Dynamic programming,简称 DP)是⼀一种在数学、管理理科学、计算机科学、经济学和⽣生物信息 学中使⽤用的,通过把原问题分解为相对简单的⼦子问题的⽅方式求解复杂问题的⽅方法。
 动态规划常常适⽤用于有重叠⼦子问题和最优⼦子结构性质的问题,动态规划⽅方法所耗时间往往远少于朴素解法。
 动态规划背后的基本思想⾮非常简单。⼤大致上,若要解⼀一个给定问题,我们需要解其不不同部分(即⼦子问题),再根据⼦子 问题的解以得出原问题的解。动态规划往往⽤用于优化递归问题,例例如斐波那契数列列,如果运⽤用递归的⽅方式来求解会重 复计算很多相同的⼦子问题,利利⽤用动态规划的思想可以减少计算量量。
 通常许多⼦子问题⾮非常相似,为此动态规划法试图仅仅解决每个⼦子问题⼀一次,具有天然剪枝的功能,从⽽而减少计算量量: ⼀一旦某个给定⼦子问题的解已经算出,则将其记忆化存储,以便便下次需要同⼀一个⼦子问题解之时直接查表。这种做法在重 复⼦子问题的数⽬目关于输⼊入的规模呈指数增⻓长时特别有⽤用。
*/

func climbStairs_2(_ n:Int) -> Int {
    if n == 1 {
        return 1
    }
    var sum = Array<Int>(repeating: 0, count: n+1);
    sum[0] = 0
    sum[1] = 1
    sum[2] = 2
    var i = 3
    while i <= n {
        sum[i] = sum[i-1] + sum[i-2]
        i += 1
    }
    return sum[n]
}

题目5

根据每日气温列表,请重新生成一个列表,对应位置的输入是你需要再等待多久温度才会升高超过该日的天数。如果之后都不会升高,请在该位置0来代替。例如,给定一个列表 temperatures = [73, 74, 75, 71, 69, 72, 76, 73],你的输出应该是 [1, 1, 4, 2, 1, 1, 0, 0]。

提示:气温 列表长度的范围是 [1, 30000]。每个气温的值的均为华氏度,都是在 [30, 100] 范围内的整数。 解题关键: 实际上就是找当前元素 从[i,TSize] 找到大于该元素时. 数了几次. 首先最后一个元素默认是0,因为它后面已经没有元素了.

/*
 暴力法1:
 1. 从左到右开始遍历,从第一个数到最后一个数开始遍历. 最后一个数因为后面没有元素,默认是0,不需要计算;
 2. 从[i+1,TSize]遍历,每个数直到找到比它大的数,数的次数就是对应的值;
 思路:
 1.创建一个result 结果数组.
 2.默认reslut[TSize-1] = 0;
 3.从0个元素遍历到最后一个元素[0,TSize-1];
    A.如果当前i >0 并且当前的元素和上一个元素相等,则没有必要继续循环. 则判断一下result[i-1]是否等于0,如果等于则直接将result[i] = 0,否则将result[i] = result[i-1]-1;
    B.遍历元素[i+1,TSize]
        如果当前T[j]>T[i],则result[i] = j-i;
        如果当前T[j]已经是最后一个元素,则默认result[i] = 0;
 */
int  *dailyTemperatures_1(int* T, int TSize, int* returnSize) {
    int *result = (int *)malloc(sizeof(int) * TSize);
    *returnSize = TSize;
    result[TSize-1] = 0;
    for(int i = 0;i < TSize-1;i++)
        if(i>0 && T[i] == T[i-1])
            result[i] = result[i-1] == 0?0:result[i-1]-1;
        else {
            for (int j = i+1; j < TSize; j++) {
                if(T[j] > T[i]) {
                    result[i] = j-i;
                    break;
                }
                if (j == TSize-1) {
                    result[i] = 0;
                }
            }
        }
    return result;
}
/*
 跳跃对比:
 1. 从右到左遍历. 因为最后一天的气温不会再升高,默认等于0;
 2. i 从[TSize-2,0]; 从倒数第二天开始遍历比较. 每次减一;
 3. j 从[i+1,TSize]遍历, j+=result[j],可以利用已经有结果的位置进行跳跃,从而减少遍历次数
 -若T[i]<T[j],那么Result = j - i;
 -若reuslt[j] == 0,则表示后面不会有更大的值,那么当前值就应该也是0;
 思路:
 1.创建一个result 结果数组.
 2.默认reslut[TSize-1] = 0;
 3.从TSize-2个元素遍历到第一个元素[TSize-2,0];
 4.从[i+1,TSize]遍历,j+=result[j];
    -若T[i]<T[j],那么Result = j - i;
    -若reuslt[j] == 0,则表示后面不会有更大的值,那么当前值就应该也是0;
 */

int  *dailyTemperatures_2(int* T, int TSize, int* returnSize) {
    int *result = (int *)malloc(sizeof(int) * TSize);
    *returnSize = TSize;
    result[TSize-1] = 0;
    for (int i=TSize-2; i >= 0; i--) {
        for (int j = i+1; j < TSize; j+=result[j]) {
            if (T[i] < T[j]) {
                result[i] = j-i;
                break;
            } else {
                if (result[j] == 0) {
                    result[i] = 0;
                    break;
                }
            }
        }
    }
    return result;
}
/*
 思路:
 1. 初始化一个栈(用来存储索引),value数组
 2. 栈中存储的是元素的索引值index;
 3. 遍历整个温度数组从[0,TSize];
    (1).如果栈顶元素<当前元素,则将当前元素索引index-栈顶元素index,计算完毕则将当前栈顶元素移除,将当前元素索引index 存储到栈中; 出栈后,只要栈不为空.继续比较,直到栈顶元素不能满足T[i] > T[stack_index[top-1]]
 (2).如果当前的栈为空,则直接入栈;
 (3).如果当前的元素小于栈顶元素,则入栈
 (4).while循环结束后,当前元素也需要入栈;
 */
int* dailyTemperatures_3(int* T, int TSize, int* returnSize) {
    
    int* result = (int*)malloc(sizeof(int)*TSize);
    // 用栈记录T的下标。
    int* stack_index = malloc(sizeof(int)*TSize);
    *returnSize = TSize;
    // 栈顶指针。
    int top = 0;
    int tIndex;
    for (int i = 0; i < TSize; i++)
        result[i] = 0;
    for (int i = 0; i < TSize; i++) {
        // 若当前元素大于栈顶元素,栈顶元素出栈。即温度升高了,所求天数为两者下标的差值。
        while (top > 0 && T[i] > T[stack_index[top-1]]) {
            tIndex = stack_index[top-1];
            result[tIndex] = i - tIndex;
            top--;
        }
        // 当前元素入栈。
        stack_index[top] = i;
        top++;
    }
    return result;
}

swift

/*
 暴力法1:
 1. 从左到右开始遍历,从第一个数到最后一个数开始遍历. 最后一个数因为后面没有元素,默认是0,不需要计算;
 2. 从[i+1,TSize]遍历,每个数直到找到比它大的数,数的次数就是对应的值;
 
 思路:
 1.创建一个result 结果数组.
 2.默认reslut[TSize-1] = 0;
 3.从0个元素遍历到最后一个元素[0,TSize-1];
    A.如果当前i >0 并且当前的元素和上一个元素相等,则没有必要继续循环. 则判断一下result[i-1]是否等于0,如果等于则直接将result[i] = 0,否则将result[i] = result[i-1]-1;
    B.遍历元素[i+1,TSize]
        如果当前T[j]>T[i],则result[i] = j-i;
        如果当前T[j]已经是最后一个元素,则默认result[i] = 0;
 */

func dailyTemperatures_1(T:Array<Int>, size:Int) -> Array<Int> {
    var result = Array<Int>.init(repeating: 0, count: size)
    for (i, v) in T.enumerated() {
        if i > 0 && v == T[i-1] {
            result[i] = result[i-1]+1
        }
        var j = i+1
        while j < size {
            if v < T[j] {
                result[i] = j - i;
                break
            } else if T[j] == 0 {
                result[i] = 0;
                break
            }
            j += 1
        }
    }
    return result
}
/*
跳跃对比:
1. 从右到左遍历. 因为最后一天的气温不会再升高,默认等于0;
2. i 从[TSize-2,0]; 从倒数第二天开始遍历比较. 每次减一;
3. j 从[i+1,TSize]遍历, j+=result[j],可以利用已经有结果的位置进行跳跃,从而减少遍历次数
-若T[i]<T[j],那么Result = j - i;
-若reuslt[j] == 0,则表示后面不会有更大的值,那么当前值就应该也是0;
思路:
1.创建一个result 结果数组.
2.默认reslut[TSize-1] = 0;
3.从TSize-2个元素遍历到第一个元素[TSize-2,0];
4.从[i+1,TSize]遍历,j+=result[j];
   -若T[i]<T[j],那么Result = j - i;
   -若reuslt[j] == 0,则表示后面不会有更大的值,那么当前值就应该也是0;
*/
func dailyTemperatures_2(T:Array<Int>, size:Int) -> Array<Int> {
    var result = Array<Int>.init(repeating: 0, count: size)
    var i = size - 2, j = 0
    while i >= 0 {
        j = i + 1
        while j < size {
            if T[i] < T[j] {
                result[i] = j - i;
                break
            } else if T[j] == 0 {
                result[i] = 0
                break
            }
            j += result[j] > 0 ? result[j] : 1
        }
        i -= 1
    }
    return result
}

/*
思路:
1. 初始化一个栈(用来存储索引),value数组
2. 栈中存储的是元素的索引值index;
3. 遍历整个温度数组从[0,TSize];
   (1).如果栈顶元素<当前元素,则将当前元素索引index-栈顶元素index,计算完毕则将当前栈顶元素移除,将当前元素索引index 存储到栈中; 出栈后,只要栈不为空.继续比较,直到栈顶元素不能满足T[i] > T[stack_index[top-1]]
(2).如果当前的栈为空,则直接入栈;
(3).如果当前的元素小于栈顶元素,则入栈
(4).while循环结束后,当前元素也需要入栈;
*/
func dailyTemperatures_3(T:Array<Int>, size:Int) -> Array<Int> {
    var result = Array<Int>.init(repeating: 0, count: size)
    var s = SqStack<Int>()
    for (i, v) in T.enumerated() {
        while !s.isEmpty() && T[s.getTop()!] < v {
            result[s.getTop()!] = i - s.getTop()!
            s.pop()
        }
        s.push(i)
    }
    return result
}

题目6

编码规则为: k[encoded_string],表示其中方括号内部的 encoded_string 正好重复 k 次。注意 k 保证为正整数。你可以认为输入字符串总是有效的;输入字符串中没有额外的空格,且输入的方括号总是符合格式要求的。此外,你可以认为原始数据不包含数字,所有的数字只表示重复的次数 k ,例如不会出现像 3a 或 2[4] 的输入。 例如: s = "3[a]2[bc]", 返回 "aaabcbc". s = "3[a2[c]]", 返回 "accaccacc". s = "2[abc]3[cd]ef", 返回 "abcabccdcdcdef".

/*
思路:
例如:12[a]为例;
1.遍历字符串 S
2.如果当前字符不为方括号"]" 则入栈stack中;
2.如果当前字符遇到了方括号"]" 则:
① 首先找到要复制的字符,例如stack="12[a",那么我要首先获取字符a;将这个a保存在另外一个栈去tempStack;
② 接下来,要找到需要备份的数量,例如stack="12[a",因为出栈过字符"a",则当前的top指向了"[",也就是等于2;
③ 而12对于字符串是2个字符, 我们要通过遍历找到数字12的top上限/下限的位置索引, 此时上限curTop = 2, 下限通过出栈,top = -1;
④ 根据范围[-1,2],读取出12保存到strOfInt 字符串中来, 并且将字符"12\0",转化成数字12;
⑤ 当前top=-1,将tempStack中的字符a,复制12份入栈到stack中来;
⑥ 为当前的stack扩容, 在stack字符的末尾添加字符结束符合'\0';

*/

char * decodeString(char * s){
   /*.
    1.获取字符串长度
    2.设置默认栈长度50
    3.开辟字符串栈(空间为50)
    4.设置栈头指针top = -1;
    */
   int len = (int)strlen(s);
   int stackSize = 50;
   char* stack = (char*)malloc(stackSize * sizeof(char));
   int top = -1;
   //遍历字符串,在没有遇到"]" 之前全部入栈
   for (int i = 0; i < len; ++i) {
       if (s[i] != ']') {
           //优化:如果top到达了栈的上限,则为栈扩容;
           if (top == stackSize - 1) {
               stack = realloc(stack, (stackSize += 50) * sizeof(char));
           }
           //将字符入栈stack
           stack[++top] = s[i];
       } else {
           int tempSize = 10;
           char* temp = (char*)malloc(tempSize * sizeof(char));
           int topOfTemp = -1;
           //从栈顶位置开始遍历stack,直到"["结束;
           //把[a]这个字母a 赋值到temp栈中来;
           //简单说,就是将stack中方括号里的字符出栈,复制到temp栈中来;
           while (stack[top] != '[') {
               //优化:如果topOfTemp到达了栈的上限,则为栈扩容;
               if (topOfTemp == tempSize - 1) {
                   temp = realloc(temp, (tempSize += 10) * sizeof(char));
               }
               //temp栈的栈顶指针自增;
               ++topOfTemp;
               //将stack栈顶字符复制到temp栈中来;
               temp[topOfTemp] = stack[top];
               //stack出栈,则top栈顶指针递减;
               top--;
           }
           //找到倍数数字.strOfInt字符串;
           //注意:如果是大于1位的情况就处理
           char strOfInt[11];
           //p记录当前的top;
           int curTop = top;
           //top--的目的是把"["剔除,才能找到数字;
           top--;
           //遍历stack得出数字
           //例如39[a] 就要找到这个数字39.
           //p指向当前的top,我就知道上限了; 那么接下来通过循环来找它的数字下限;
           //结束条件:栈指针指向为空! stack[top] 不等于数字
           while (top != -1 && stack[top] >= '0' && stack[top] <= '9') {
               top--;
           }
           //从top-1遍历到p之间, 把stack[top-1,p]之间的数字复制到strOfInt中来;
           //39中3和9都是字符. 我们要获取到这2个数字,存储到strOfInt数组
           for (int j = top + 1; j < curTop; ++j) {
               strOfInt[j - (top + 1)] = stack[j];
           }
           //为字符串strOfInt数组加一个字符结束后缀'\0'
           strOfInt[curTop - (top + 1)] = '\0';
           //把strOfInt字符串转换成整数 atoi函数;
           //把字母复制strOfInt份到stack中去;
           //例如39[a],就需要把复制39份a进去;
           int curNum = atoi(strOfInt);
           for (int k = 0; k < curNum ; ++k) {
               //从-1到topOfTemp 范围内,复制curNum份到stackTop中去;
               int kk = topOfTemp;
               while (kk != -1) {
                   //优化:如果stack到达了栈的上限,则为栈扩容;
                   if (top == stackSize - 1) {
                       stack = realloc(stack, (stackSize += 50) * sizeof(char));
                   }
                   //将temp栈的字符复制到stack中;
                   //stack[++top] = temp[kk--];
                   ++top;
                   stack[top] = temp[kk];
                   kk--;
               }
           }
           free(temp);
           temp = NULL;
       }
   }
   //realloc 动态内存调整;
   //void *realloc(void *mem_address, unsigned int newsize);
   //构成字符串stack后, 在stack的空间扩容.
   char* ans = realloc(stack, (top + 1) * sizeof(char));
   ans[++top] = '\0';
   //stack 栈不用,则释放;
   free(stack);
   return ans;
}

swift

func decode(_ s:String) -> String {
   var stack = Array<Character>();
   var top = -1
   for v in s {
       if v != "]" {
           stack.append(v)
           top += 1
       } else {
           var tempStack = Array<Character>()
           var tempTop = -1
           while top != -1 && stack.last! != "["  {
               tempStack.append(stack.last!)
               tempTop += 1
               stack.removeLast()
               top -= 1
           }
           top -= 1
           stack.removeLast()
           var numStr = ""
           while top != -1 && stack.last!.isNumber {
               numStr = "\(stack.removeLast())" + numStr
               top -= 1
           }
           if let num = Int.init(numStr) {
               for _ in 0 ..< num {
                   var kk = tempTop
                   while kk > -1 {
                       stack.append(tempStack[kk])
                       top += 1
                       kk -= 1
                   }
               }
           } else {
               var kk = tempTop
               while kk > -1 {
                   stack.append(tempStack[kk])
                   top += 1
                   kk -= 1
               }
           }
       }
   }
   return String(stack)
}

题目7

给你一个仅包含小写字母的字符串,请你去除字符串中重复的字母,使得每个字母只出现一次。需保证返回结果的字典序最小(要求不能打乱其他字符的相对位置) 示例1: 输入:"bcabc" 输出:"abc"

示例2: 输入:"cbacdcbc" 输出:"acdb"

/*
解题关键:
字典序: 字符串之间比较和数字比较不一样; 字符串比较是从头往后挨个字符比较,那个字符串大取决于两个字符串中第一个对应不相等的字符; 例如 任意一个a开头的字符串都大于任意一个b开头的字符串;例如字典中apple 大于 book;
题目的意思,你去除重复字母后,需要按最小的字典序返回.并且不能打乱其他字母的相对位置;
例如 bcabc 你应该返回abc, 而不是bca,cab;
例如 cbacdcbc 应该返回acdb,而不是cbad,bacd,adcb
例如 zab,应该返回zab,而不是abz;

思路:
1. 判断字符串可能出现的特殊情况
2. 用一个record数组记录字符串中字母出现的次数;
3. 申请一个字符串栈stack用来存储去除重复字母的结果,并利用它的特性帮助我们找到正确的次序;
4. 遍历字符串s
5. 从0~top,遍历stack 判断当前字符s[i]是否存在于栈stack中
   如果当前字符是否存在于栈的定义一个falg 标记isExist, 0表示不存在, 1表示存在
6.如果isExist存在,record[s[i]]位置上的出现次数减一,并继续遍历下一个字符; 表示当前的stack已经有这个字符了没有必要处理这个重复的字母;
7.如果isExist不存在,则
   如果不存在,则需要循环一个找到一个正确的位置,然后在存储起来;
   如果不存在,跳过栈中所有比当前字符大、且后面还会出现的元素,然后将当前字符入栈
   top > -1表示栈非空
   stack[top] > s[i]表示栈顶元素比当前元素大
   record[stack[top]] > 1表示后面还会出现
通过一个while循环找到将栈中位置错误的数据,出栈. 找当前合适的位置,则结束while循环;
找到合理的位置后,则将当前字符s[i]入栈;

8.直到遍历完所有字符后,则为字符串栈stack 添加一个结束符'\0',并返回当前字符串首地址;

*/
char *removeDuplicateLetters(char *s)
{
   /*
    ① 特殊情况处理,s为空,或者字符串长度为0;
    ② 特殊情况,s的长度为1,则没有必要后续的处理,则直接返回s;
    */
   if (s == NULL || strlen(s) == 0) {
       return "";
   }
   if (strlen(s) == 1) {
       return s;
   }
   
   //record数组,用来记录字符串s中每个字符未来会出现的次数;
   char record[26] = {0};
   int len = (int)strlen(s);
   
   //申请一个字符串stack;(用栈的特性来进行stack字符串的数据进出)
   char* stack = (char*)malloc(len * 2 * sizeof(char));
   //memset(void *s, int ch, size_t n) 将stack len*2*sizeof(char)长度范围的空间填充0;
   memset(stack, 0, len * 2 * sizeof(char));
   //stack 栈顶赋初值为-1;
   int top = -1;
   
   //1.统计每个字符的频次
   //例如bcabc  recod[26] = {1,2,2};
   int i;
   for (i = 0; i < len; i++) {
       record[s[i] - 'a']++;
   }
   
   //2.遍历s,入栈
   for (i = 0; i < len; i++) {
       
       
       //isExist 标记, 判断当前字符是否存在栈中;
       int isExist = 0;
       
       //①从0~top,遍历stack 判断当前字符s[i]是否存在于栈stack中
       //如果当前字符是否存在于栈的flag, 0表示不存在, 1表示存在
       //top指向栈顶(也是执行stack字符串最后一个字符的位置,表示字符串长度上限)
       for (int j = 0; j <= top; j++) {
           if (s[i] == stack[j]) {
               isExist = 1;
               break;
           }
       }
       
       //② 如果存在,record[s[i]]位置上的出现次数减一,并继续遍历下一个字符
       //③ 如果不存在,则需要循环一个正确位置存储起来;
       //④ 如果不存在,跳过栈中所有比当前字符大、且后面还会出现的元素,然后将当前字符入栈
       // top > -1表示栈非空
       //stack[top] > s[i]表示栈顶元素比当前元素大
       //record[stack[top]] > 1表示后面还会出现
       //例如b,c因为不符合以下条件会直接入栈.stack[] = "bc",但是当当前字符是"a"时,由于bcabc,a不应该是在stack的顺序是"bca",所以要把位置不符合的字符出栈;
       //top = 1,stack[top] > s[i], c>a; 并且stack[top] 在之后还会重复的出现,所以我们可以安心的把stack中的栈顶C出栈,所以stack[]="b",top减一后等于0; 同时也需要将record[c]出现次数减一;
       //top=0,stack[top]>s[i],b>a,并且stack[top] 在之后还会出现,所以stack把栈顶b出栈,所以此时栈stack[]="",top减一后等于-1, 此时栈中位置不正确的字符都已经移除;
       
       if (isExist == 1) {
           record[s[i] - 'a']--;
       } else {
           while (top > -1 && stack[top] > s[i] && record[stack[top] - 'a'] > 1) {
              
               // 跳过该元素,频次要减一
               record[stack[top] - 'a']--;
               // 出栈
               top--;
           }
           
           //⑤ 结束while 循环;
           //循环结束的3种可能性:(1)移动到栈底(top == -1) ; (2)栈顶元素小于当前元素(stack[top] <= s[i]) (3)栈顶元素后面不出现(record[stack[top]] == 1)
           // 此时,当前元素要插入到top的下一个位置
           // top往上移动1位
           top++;
           // 入栈
           stack[top] = s[i];
       }
   }
   
   //结束栈顶添加字符结束符
   stack[++top] = '\0';
   
   return stack;
}

swift

func removeDuplicateLetters(_ s:String) -> String {
   if s.count <= 1 {
       return s
   }
   var record = Dictionary<Character,Int>();
   for v in s {
       if let a = record[v] {
           record[v] = a + 1;
       } else {
           record[v] = 1;
       }
   }
   var stack = Array<Character>();
   for v in s {
       let isExist = stack.contains(v)
       if isExist {
           if let a = record[v] {
               record[v] = a - 1;
           }
       } else {
           while stack.count > 0 && v < stack.last! && record[stack.last!]! > 1 {
               if let a = record[stack.last!] {
                   record[stack.last!] = a - 1;
               }
               stack.removeLast()
           }
           stack.append(v)
       }
   }
   return String(stack)
}