栈相关题目

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有效的括号

leetcode.cn/problems/va…

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:

  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. 每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。

如 ”()” , “()[]{}” 是合法的; “(]”,”([)]” 是⾮法的

括号匹配是使用栈解决的经典问题,编译器在词法分析的过程中处理括号、花括号等这个符号的逻辑,也是使用了栈这种数据结构。

解题思路如下:

⨳ 即若遇到左括号,就入栈;

⨳ 若遇到右括号时,就出栈;比较出栈的左括号是不是,和该右括号是不是匹配的

⨳ 遍历完所有括号后 Stack 是空的,则是有效的括号

class Solution {
    public boolean isValid(String s) {
        Deque<Character> stack = new ArrayDeque(); // 默认容量为 16
        for(int i=0;i<s.length();i++){
            char c = s.charAt(i);
            // 入栈
            if( c=='(' || c=='[' || c=='{'){
                stack.push(c);
                continue;
            }
            // 出栈
            if(stack.isEmpty()){
                return false;
            }
            char top_c = stack.pop();
            if(c == ')' && top_c != '(')
                return false;
            if(c == ']' && top_c != '[')
                return false;
            if(c == '}' && top_c != '{')
                return false;
        }

        return stack.isEmpty();
    }
}

删除字符串中的所有相邻重复项

leetcode.cn/problems/re…

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。

比如字符串 "abbaca",可以删除 "bb" 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"

这道题和 删除有序数组中的重复项 很像,不同的是要反复执行重复项删除操作,这就有点类似于对对碰游戏,如果相同的元素挨在一起就要消除。

用快慢指针也能解决,既然栈能够更好地处理匹配问题,而且题目不要求原地解决,这道题就用栈来解决:


class Solution {
    public String removeDuplicates(String s) {
        Deque<Character> stack = new ArrayDeque();
        for(int i=0; i<s.length();i++){
            char c = s.charAt(i);
            // 如果栈为空,或者栈顶元素不等于当前元素,就可以入栈
            if(stack.isEmpty() || stack.peek() != c){
                stack.push(c);
                continue;
            }
            // 如果栈顶元素等于当前元素,就弹出
            if(stack.peek() == c ){
                stack.pop();
            }
        }
        
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        // 栈中剩余的元素即为不重复的元素
        while (!stack.isEmpty()) {
            sb.insert(0,stack.pop());
        }
        return sb.toString();    
    }
}

如果理解了栈只能在栈顶操作元素,不一定非得使用 Deque,简单使用数组即可:

class Solution {
    public String removeDuplicates(String s) {
        char[] stack = new char[s.length()];
        int stack_size = 0;

        for(int i=0; i<s.length();i++){
            char c = s.charAt(i);
            // 如果栈为空,或者栈顶元素不等于当前元素,就可以入栈
            if(stack_size==0 || stack[stack_size-1] != c){
                stack[stack_size] = c;
                stack_size++;
                continue;
            }
            // 如果栈顶元素等于当前元素,就弹出
            if(stack[stack_size-1] == c ){
                stack_size--;
            }
        }
        

        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        // 栈中剩余的元素即为不重复的元素
        for (int i = 0; i< stack_size;i++) {
            sb.append(stack[i]);
        }
        return sb.toString();    
    }
}

逆波兰表达式求值

leetcode.cn/problems/ev…

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。

逆波兰表达式这里解释一下,它是一种后缀表达式,所谓后缀就是指运算符写在后面。

⨳ 平常使用的算式则是一种中缀表达式,如 ( 1 + 2 ) * ( 3 + 4 )

⨳ 该算式的逆波兰表达式写法为 ( ( 1 2 + ) ( 3 4 + ) * )

逆波兰表达式主要有以下两个特点:

⨳ 去掉括号后表达式无歧义,上式即便写成 1 2 + 3 4 + * 也可以依据次序计算出正确结果。

⨳ 适合用栈操作运算:遇到数字则入栈;遇到运算符则取出栈顶两个数字进行计算,并将结果压入栈中。

知道了逆波兰表达式的特点,代码也就出来了:

class Solution {
    public int evalRPN(String[] tokens) {
        Deque<Integer> stack = new ArrayDeque();
        for(int i=0;i<tokens.length;i++){
            String token = tokens[i];
            // 入栈
            if( !"+".equals(token) && !"-".equals(token) 
                && !"*".equals(token) && !"/".equals(token) ){
                stack.push(Integer.valueOf(token));
            }
            // 出栈
            else{
                Integer num1 = stack.pop();
                Integer num2 = stack.pop();
                if("+".equals(token)) stack.push(num1+num2);
                if("-".equals(token)) stack.push(num2-num1); //  注意 - 和/ 需要特殊处理
                if("*".equals(token)) stack.push(num1*num2);
                if("/".equals(token)) stack.push(num2/num1);
            }
        }
        return stack.pop();
    }
}