代码随想录笔记--栈与队列篇-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了代码随想录笔记--栈与队列篇。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1--用栈实现队列

2--用队列实现栈

3--有效的括号

4--删除字符串中的所有相邻重复项

5--逆波兰表达式求值

6--滑动窗口的最大值

7--前k个高频元素

1--用栈实现队列

代码随想录笔记--栈与队列篇,数据结构&LeetCode,数据结构

利用两个栈，一个是输入栈，另一个是输出栈；

#include <iostream>
#include <stack>

class MyQueue {
public:
    MyQueue() {}
    
    void push(int x) {
        in_stk.push(x);
    }
    
    int pop() {
        if(out_stk.empty()){
            while(!in_stk.empty()){
                out_stk.push(in_stk.top());
                in_stk.pop();
            }
        }
        int tmp = out_stk.top();
        out_stk.pop();
        return tmp;
    }
    
    int peek() {
        if(out_stk.empty()){
            while(!in_stk.empty()){
                out_stk.push(in_stk.top());
                in_stk.pop();
            }
        }
        return out_stk.top();
    }
    
    bool empty() {
        if(out_stk.empty() && in_stk.empty()) return true;
        else return false;
    }
private:
    std::stack<int> in_stk, out_stk;
};

int main(int argc, char* argv[]){
    MyQueue Queue;
    Queue.push(1);
    Queue.push(2);
    Queue.push(3);
    std::cout << Queue.pop() << std::endl;
    std::cout << Queue.peek() << std::endl;

    return 0;
}

2--用队列实现栈

代码随想录笔记--栈与队列篇,数据结构&LeetCode,数据结构

主要思路：

弹出栈顶元素时，需要将队列前 size - 1 个元素先弹出再重新加入到队列中；

#include <iostream>
#include <queue>

class MyStack {
public:
    MyStack() {}
    
    void push(int x) {
        q.push(x);
    }
    
    int pop() {
        int size = q.size();
        for(int i = 1; i <= size - 1; i++){
            q.push(q.front());
            q.pop();
        }
        int tmp = q.front();
        q.pop();
        return tmp;
    }
    
    int top() {
        int size = q.size();
        for(int i = 1; i <= size - 1; i++){
            q.push(q.front());
            q.pop();
        }
        int tmp = q.front();
        q.pop();
        q.push(tmp);
        return tmp;
    }
    
    bool empty() {
        return q.empty();
    }
private:
    std::queue<int> q;
};

int main(int argc, char* argv[]){
    MyStack stk;
    stk.push(1);
    stk.push(2);
    stk.push(3);
    std::cout << stk.pop() << std::endl;
    std::cout << stk.top() << std::endl;
    return 0;
}

3--有效的括号

代码随想录笔记--栈与队列篇,数据结构&LeetCode,数据结构

主要思路：

基于栈，遇到左括号，入栈对应的右括号。遇到右括号，判断当前栈顶元素是否与右括号相等，相等则表示之前曾遇到对应的左括号，表明匹配成功并弹出栈顶元素，否则返回 false；

最后判断栈是否为空，即是否有未匹配的左括号；

#include <iostream>
#include <stack>
#include <string>

class Solution {
public:
    bool isValid(std::string s) {
        std::stack<char> stk;
        for(int i = 0; i < s.length(); i++){
            if(s[i] == '(') stk.push(')');
            else if(s[i] == '[') stk.push(']');
            else if(s[i] == '{') stk.push('}');
            else{
                if(stk.empty()) return false;
                else if(stk.top() != s[i]) return false;
                else stk.pop(); // 匹配
            }
        }
        return stk.empty();
    }
};

int main(int argc, char* argv[]){
    std::string test = "()[]{}";
    Solution S1;
    bool res = S1.isValid(test);
    if(res) std::cout << "true" << std::endl;
    else std::cout << "false" << std::endl;
    return 0;
}

4--删除字符串中的所有相邻重复项

代码随想录笔记--栈与队列篇,数据结构&LeetCode,数据结构

主要思路：

基于栈，遍历字符串，判断当前字符与栈顶元素是否相同，相同则弹出栈顶元素，否则入栈；

最后遍历栈，将栈内的元素重构为字符串，需注意顺序；

#include <iostream>
#include <stack>
#include <string>

class Solution {
public:
    std::string removeDuplicates(std::string s) {
        std::stack<char> stk;
        for(int i = 0; i < s.length(); i++){
            if(stk.empty() || stk.top() != s[i]){
                stk.push(s[i]);
            }
            else{ // s[i] == stk.top()
                stk.pop();
            }
        }
        std::string res;
        while(!stk.empty()){
            res = stk.top() + res;
            stk.pop();
        }
        return res;
    }
};

int main(int argc, char* argv[]){
    std::string test = "abbaca";
    Solution S1;
    std::string res = S1.removeDuplicates(test);
    std::cout << res << std::endl;
    return 0;
}

5--逆波兰表达式求值

代码随想录笔记--栈与队列篇,数据结构&LeetCode,数据结构

主要思路：

基于栈，遍历字符串数组，当遇到数字时将数字压入栈中，当遇到运算符时，将栈顶的两个元素取出来进行运算，并将运算结果重新压入栈中；

需注意运算顺序，即第二个出栈的 num2 作为运算符的左侧元素；

#include <iostream>
#include <vector>
#include <stack>
#include <string>

class Solution {
public:
    int evalRPN(std::vector<std::string>& tokens) {
        std::stack<int> stk;
        for(int i = 0; i < tokens.size(); i++){
            if(tokens[i] != "+" && tokens[i] != "-" && tokens[i] != "*" && tokens[i] != "/"){
                stk.push(std::stoi(tokens[i]));
                continue;
            }
            int num1 = stk.top();
            stk.pop();
            int num2 = stk.top();
            stk.pop();
            if(tokens[i] == "+"){  
                int num3 = num2 + num1;
                stk.push(num3);
                continue;
            }
            else if(tokens[i] == "-"){
                int num3 = num2 - num1;
                stk.push(num3);
                continue;
            }
            else if(tokens[i] == "*"){
                int num3 = num2 * num1;
                stk.push(num3);
                continue;                
            }
            else{
                int num3 = num2 / num1;
                stk.push(num3);
                continue;
            }
        }
        return stk.top();
    }
};

int main(int argc, char* argv[]){
    // tokens = ["2","1","+","3","*"]
    std::vector<std::string> test = {"2", "1", "+", "3", "*"};
    Solution S1;
    int res = S1.evalRPN(test);
    std::cout << res << std::endl;
    return 0;
}

6--滑动窗口的最大值

代码随想录笔记--栈与队列篇,数据结构&LeetCode,数据结构

主要思路：

维护一个双端队列，队列里的元素存储的是可能成为最大值的元素，对于当前滑动窗口，其最大值为队头元素；

当移动滑动窗口时，需要判断当前移出窗口的元素是否是队头元素，如果是则需先将队头元素弹出（因为该元素已经离开了滑动窗口，相当于失效）；

之前本题的解法是存储元素的索引（之前的解法），这样可以避免重复元素的出现；但现在本题的解法是存储元素，所以一个细节是需要避免错误移除重复元素的问题，具体可以推导例子：[-7,-8,7,5,7,1,6,0]；

#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>

class Solution {
public:
    std::vector<int> maxSlidingWindow(std::vector<int>& nums, int k) {
        std::deque<int> q; // 存储可能成为最大值的元素
        std::vector<int> res;
        // 初始化第一个滑动窗口
        for(int i = 0; i < k; i++){
            // 不能取等于号的原因是可能会出现相等的数，例如下例
            // [-7,-8,7,5,7,1,6,0] 出现了两个7，取=号会误弹出第2个7
            while(!q.empty() && q.back() < nums[i]){
                q.pop_back();
            }
            q.push_back(nums[i]);
        }
        res.push_back(q.front());
        // 遍历更新
        for(int i = k; i < nums.size(); i++){
            // 移除滑动窗口左边界的元素
            if(nums[i-k] == q.front()) q.pop_front();
            // 把不可能成为最大值的元素从队列中移出
            while(!q.empty() && q.back() < nums[i]){
                q.pop_back();
            }
            q.push_back(nums[i]);
            res.push_back(q.front()); // 记录当前滑动窗口的最大值
        }
        return res;
    }
};

int main(int argc, char* argv[]){
    std::vector<int> test = {1, 3, -1, -3, 5, 3, 6, 7};
    int k = 3;
    Solution S1;
    std::vector<int> res = S1.maxSlidingWindow(test, k);
    for(auto v : res) std::cout << v << " ";
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

7--前k个高频元素

代码随想录笔记--栈与队列篇,数据结构&LeetCode,数据结构

主要思路：

维护一个优先队列（小顶堆），里面存储 k 个元素及其出现的次数；文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-690180.html

#include <iostream>
#include <vector>
#include <map>
#include <queue>

class Solution {
public:
    std::vector<int> topKFrequent(std::vector<int>& nums, int k) {
        std::map<int, int> m;
        for(int i = 0; i < nums.size(); i++){
            m[nums[i]] += 1;
        }

        // 小顶堆
        std::priority_queue<std::pair<int, int>, std::vector<std::pair<int, int>>, mycompare> pri_q;
        for(auto it = m.begin(); it != m.end(); it++){
            pri_q.emplace(*it);
            if(pri_q.size() > k) pri_q.pop(); // 始终维护 k 个 pair 对
        }

        // 倒叙输出k个高频元素
        std::vector<int> res(pri_q.size(), 0);
        for(int i = pri_q.size() - 1; i>=0; i--){
            res[i] = pri_q.top().first;
            pri_q.pop();
        }
        return res;
    }

    class mycompare{
    public:
        bool operator()(std::pair<int, int>& item1, std::pair<int, int>& item2){
            return item1.second > item2.second;
        }
    };
};

int main(int argc, char* argv[]){
    // nums = [1,1,1,2,2,3], k = 2
    std::vector<int> test = {1, 1, 1, 2, 2, 3};
    int k = 2;
    Solution S1;
    std::vector<int> res = S1.topKFrequent(test, k);
    for(auto item : res) std::cout << item << " ";
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

到了这里，关于代码随想录笔记--栈与队列篇的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！