栈 | 豆包MarsCode AI刷题

栈

栈（Stack） 是一种常见的数据结构，它具有“后进先出”（Last-In-First-Out，LIFO）的特性。栈可以看做是一种特殊的线性表，只能在栈顶进行插入和删除操作。栈顶是允许操作的，而栈底是固定的。

栈的基本操作包括：入栈（Push）、出栈（Pop）、取栈顶元素（Top）和判空（IsEmpty）等。

常见的实现方式包括数组实现和链表实现。Python中可以直接使用列表（List）来实现栈的功能。

• stack = []：创建一个空栈。
• stack.append(element)：将元素压入栈中。
• element = stack.pop()：弹出栈顶元素。
• element = stack[-1]：查看栈顶元素。
• if stack:检查栈是否为空。

477 相邻重复字母删除问题

问题描述

小M拿到了一个由小写字母组成的字符串 s。她发现可以进行一种操作：选择两个相邻且相同的字母并删除它们。她可以在 s 上反复进行此操作，直到无法再删除任何字母。

请返回最终处理完所有重复项删除操作后的字符串。可以保证返回的答案是唯一的。

解题思路

1. 初始化：

   • 创建一个空栈 stack 用于存储字符。

2. 遍历字符串：

   • 对于每个字符 char：

     • 如果栈不为空且当前字符 char 与栈顶字符相同，则弹出栈顶字符（即删除相邻重复字符）。
     • 否则，将当前字符 char 压入栈中。

3. 返回结果：

   • 栈中剩余的字符即为最终处理完所有重复项删除操作后的字符串。将栈中的字符按顺序拼接成字符串并返回。

def solution(s: str) -> str:
    stack = []
    for char in s:
        if stack and char == stack[-1]:
            stack.pop()
        else:
            stack.append(char)
    #将栈中的字符按顺序拼接成字符串并返回
    return ''.join(stack)

484 股票价格上涨天数计算

问题描述

小C是一名股票交易员，最近他关注某只股票的价格波动。给定该股票连续N天的价格列表 stockPrices，你需要为小C生成一个新列表，每个位置的值表示从那天起至少需要等待多少天才能看到价格上涨。如果没有上涨的情况，则对应位置的值为0。

例如，对于股票价格列表 [33, 34, 14, 12, 16]，从第一天价格 33 开始，价格上涨发生在第二天价格 34，所以输出 1。若某天之后不再有价格上涨，则输出 0。

解题思路

1. 初始化：

   • 创建一个与 stockPrices 长度相同的列表 result，初始值为0。
   • 创建一个栈 stack，用于存储价格的下标（天数）。

2. 遍历价格列表：

   • 对于每个价格 stockPrices[i]：

     • 如果栈不为空且出现价格上涨（即当前价格 stockPrices[i] 大于栈顶元素对应的价格 stockPrices[stack[-1]]），则进入循环：

       • 弹出栈顶元素 index。
       • 计算等待天数（即当前下标 i 与栈顶元素下标 index 的差值 i - index），并更新给 result[index]。

     • 将当前下标 i 压入栈中。

3. 返回结果：

   • 遍历结束后，返回 result 列表。

def solution(N: int, stockPrices: list) -> list:

    result = [0]*N        # 初始化结果列表
    stack = []            # 创建一个栈来存储价格的下标
    for i in range(N):
        while stack and stockPrices[i] > stockPrices[stack[-1]]:
            # 弹出栈顶元素，并计算当前下标与栈顶元素下标的差值
            index = stack.pop()
            result[index] = i - index
        stack.append(i)   # 将当前下标压入栈中
    return result

427 括号补全问题

问题描述

小R有一个括号字符串 s，他想知道这个字符串是否是有效的。一个括号字符串如果满足以下条件之一，则是有效的：

1. 它是一个空字符串；
2. 它可以写成两个有效字符串的连接形式，即 AB；
3. 它可以写成 (A) 的形式，其中 A 是有效字符串。

在每次操作中，小R可以在字符串的任意位置插入一个括号。你需要帮小R计算出，最少需要插入多少个括号才能使括号字符串 s 有效。

例如：当 s = "())" 时，小R需要插入一个左括号使字符串有效，结果为 1

解题思路

1. 初始化：

   • 创建一个空栈 stack 用于存储未匹配的括号。

2. 遍历字符串：

   • 逐个字符遍历输入字符串 s。
   • 如果当前字符是左括号 '('，将其压入栈中。
   • 如果当前字符是右括号 ')'，检查栈顶元素：
     • 如果栈不为空且栈顶元素是左括号 '('，则弹出栈顶元素（表示匹配成功）。
     • 否则，将当前右括号压入栈中。

3. 返回结果：

   • 遍历结束后，栈中剩余的元素数量即为需要插入的最少括号数。

def solution(s: str) -> int:
    stack = []
    for char in s:
        if char == '(':                      #左括号，入栈
            stack.append(char)
        elif stack and stack[-1] == '(':     #右括号，检查栈顶元素是否匹配，匹配成功则弹出栈顶元素
            stack.pop()
        else:
            stack.append(char)
    return len(stack)

258 括号字符串最短长度计算

问题描述

小F拿到了一串只包含'('和')'的括号字符串。她可以进行以下两种操作:
1.将相邻的一对括号'()'合并为'('
2.将相邻的一对括号'()'合并为')'
小F想知道，经过若干次操作后，能够将这个括号字符串的长度缩短到最小，最短的长度是多少?

解题思路

1. 初始化：

   • 创建一个空栈 stack 用于存储未匹配的括号。
   • 将输入字符串 s 转换为双端队列 a，以便从左到右遍历、插入字符串。

2. 遍历字符串：

   • 从双端队列 a 中逐个弹出字符 char。
   • 如果 char 是 ')'或'|' 并且栈顶元素是 '('或'|'，则说明找到了一对可以匹配的括号，将栈顶元素弹出（即匹配成功），将'|'加入队列左侧（即一对括号合并为一个万能括号）
   • 否则，将当前字符 char 压入栈中。

3. 返回结果：

   • 栈的长度即为简化后的字符串的最短长度。

from collections import deque
def solution(s: str) -> int:
    # 初始化栈
    stack = []
    a = deque(s)
    # 遍历字符串
    while a:
        char = a.popleft()
        if stack and  char in  '|)' and stack[-1] in "(|":
            stack.pop()
            a.appendleft('|')
        else:
            stack.append(char)

    # 栈的长度就是最短长度
    return len(stack)