基础知识
栈
- 栈提供push 和 pop 等等接口，所有元素必须符合先进后出规则，所以栈不提供走访功能，也不提供迭代器(iterator)。STL中栈往往不被归类为容器，而被归类为container adapter（容器适配器）。
- 栈的底层实现可以是vector，deque，list ， 主要就是数组和链表的底层实现。
std::stack<int, std::vector<int> > third; // 使用vector为底层容器的栈
队列
队列是先进先出的数据结构，同样不允许有遍历行为，不提供迭代器，也可以指定list 为起底层实现
std::queue<int, std::list<int>> third; // 定义以list为底层容器的队列
队列也不被归类为容器，而被归类为container adapter（ 容器适配器）。
例题
232. 用栈实现队列
class MyQueue {
public:
stack<int> stin;
stack<int> stout;
MyQueue() {
}
void push(int x) {
stin.push(x);
}
int pop() {
int re;
if(stout.empty()){
while(!stin.empty()){
re=stin.top();
stin.pop();
stout.push(re);
}
}
re=stout.top();
stout.pop();
return re;
}
int peek() {
int re;
if(stout.empty()){
while(!stin.empty()){
re=stin.top();
stin.pop();
stout.push(re);
}
}
re=stout.top();
return re;
}
bool empty() {
if(stin.empty() && stout.empty()){
return true;
}
return false;
}
};
/**
* Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
* MyQueue* obj = new MyQueue();
* obj->push(x);
* int param_2 = obj->pop();
* int param_3 = obj->peek();
* bool param_4 = obj->empty();
*/
225. 用队列实现栈
class MyStack {
public:
queue<int> q1;
queue<int> q2;
MyStack() {
}
void push(int x) {
q1.push(x);
}
int pop() {
int size=q1.size();
for(int i=0;i<size-1;i++){//弹出q1
q2.push(q1.front());
q1.pop();
}
for(int i=0;i<size-1;i++){
q1.push(q2.front());
q2.pop();
}
int x=q1.front();
q1.pop();
return x;
}
int top() {
int x=q1.back();
return x;
}
bool empty() {
if(q1.empty()){
return true;
}
else{
return false;
}
}
};
/**
* Your MyStack object will be instantiated and called as such:
* MyStack* obj = new MyStack();
* obj->push(x);
* int param_2 = obj->pop();
* int param_3 = obj->top();
* bool param_4 = obj->empty();
*/
class MyStack {
public:
queue<int> q;
MyStack() {
}
void push(int x) {
q.push(x);
}
int pop() {
int size=q.size();
int x;
for(int i=0;i<size-1;i++){
x=q.front();
q.pop();
q.push(x);
}
x=q.front();//此时队首元素就是栈顶元素
q.pop();
return x;
}
int top() {
int x=q.back();
return x;
}
bool empty() {
if(q.empty()){
return true;
}
return false;
}
};
/**
* Your MyStack object will be instantiated and called as such:
* MyStack* obj = new MyStack();
* obj->push(x);
* int param_2 = obj->pop();
* int param_3 = obj->top();
* bool param_4 = obj->empty();
*/
20. 有效的括号
class Solution {
public:
bool isValid(string s) {
stack<char> st;
for(int i=0;i<s.size();i++){
if(s[i]=='(' || s[i]=='[' || s[i]=='{'){
st.push(s[i]);
}
else{
if(!st.empty() && s[i]==')' && st.top()=='('){//!st.empty()是避免出现")"这种情况
st.pop();
}
else if(!st.empty() && s[i]==']' && st.top()=='['){
st.pop();
}
else if(!st.empty() && s[i]=='}' && st.top()=='{'){
st.pop();
}
else{
return false;
}
}
}
if(st.size()==0){
return true;
}
return false;
}
};
1047. 删除字符串中的所有相邻重复项
class Solution {
public:
string removeDuplicates(string s) {
stack<int> q;
string re;
for(int i=0;i<s.size();i++){
if(q.empty()){
q.push(s[i]);
}
else if(!q.empty() && s[i]==q.top()){
q.pop();
}
else {
q.push(s[i]);
}
}
while(!q.empty()){
re+=q.top();
q.pop();
}
reverse(re.begin(),re.end());
return re;
}
};
class Solution {
public:
string removeDuplicates(string s) {
string re;
for(char a:s){
if(re.empty() || re.back()!=a){
re.push_back(a);
}
else{
re.pop_back();
}
}
return re;
}
};
class Solution {
public:
string removeDuplicates(string s) {
int l=0;
int r=0;
for(;r<s.size();r++){
s[l]=s[r];
if(l>0 && s[l]==s[l-1]){
l--;
}
else{
l++;
}
}
s.resize(l);
return s;
}
};
150. 逆波兰表达式求值
逆波兰式
class Solution {
public:
int evalRPN(vector<string>& tokens) {
stack<int> st;
for(int i=0;i<tokens.size();i++){
if(st.empty() || (tokens[i]!="+" && tokens[i]!="-" && tokens[i]!="*" && tokens[i]!="/")){//当前字符串为数字
st.push(stoi(tokens[i]));
}
else{
int r=st.top();
st.pop();
int l=st.top();
st.pop();
int re;
if(tokens[i]=="+"){
re=l+r;
}
else if(tokens[i]=="-"){
re=l-r;
}
else if(tokens[i]=="*"){
re=l*r;
}
else{
re=l/r;
}
st.push(re);
}
}
return st.top();
}
};
239. 滑动窗口最大值
class Solution {
public:
class Myqueue{
public:
deque<int> q;
void push(int v){//维持从大到小的队列
while(!q.empty() && v>q.back()){
q.pop_back();//队尾出队
}
q.push_back(v);//队尾入队
}
void pop(int v){
if(!q.empty() && v==q.front()){
q.pop_front();//队首出队
}
}
int front(){
return q.front();
}
};
vector<int> maxSlidingWindow(vector<int>& nums, int k) {
Myqueue q;
vector<int> result;
int l=0;
int r=k;
for(int i=0;i<r;i++){//先将前k个数入队
q.push(nums[i]);
}
result.push_back(q.front());//第一个窗口的最大值
if(nums[l]==q.front()){//第一个窗口向前移动时判断是否删除队首元素
q.pop(nums[l]);
}
for(l=1;r<nums.size();r++, l++){
q.push(nums[r]);//窗口右端入队
result.push_back(q.front());//记录当前窗口的最大值
if(nums[l]==q.front()){//要删除元素等于队首元素，队首元素出队
q.pop(nums[l]);
}
}
return result;
}
};
347. 前 K 个高频元素
class Solution {
public:
class myComparison{
public:
bool operator()(const pair<int, int>& lhs, const pair<int, int>& rhs){
return lhs.second>rhs.second;//小顶堆
}
};
vector<int> topKFrequent(vector<int>& nums, int k) {
unordered_map<int ,int>umap;
for(int i=0;i<nums.size();i++){
umap[nums[i]]++;
}
priority_queue<pair<int,int>,vector<pair<int,int> >,myComparison >pri_que;
for(unordered_map<int,int>::iterator it=umap.begin();it!=umap.end();it++){
pri_que.push(*it);
if(pri_que.size()>k){
pri_que.pop();
}
}
vector<int> result(k);
for(int i=k-1;i>=0;i--){
result[i]=pri_que.top().first;
pri_que.pop();
}
return result;
}
};
总结
- 由于栈结构的特殊性，非常适合做对称匹配类的题目。
- 要找窗口的最值考虑单调队列。
- 一般我们说 top K 问题或者部分排序，就可以用大顶堆或小顶堆来实现，最大的 K 个：小顶堆。最小的 K 个：大顶堆