代码随想录算法训练营Day11 | 20.有效的括号、1047.删除字符串中的所有相邻重复项、150.逆波兰表达式求值

20.有效的括号

题目: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。

示例 1:

输入:s = "()"
输出:true

示例 2:

输入:s = "()[]{}"
输出:true

示例 3:

输入:s = "(]"
输出:false

提示:

  • 1 <= s.length <= 104
  • s 仅由括号 '()[]{}' 组成

题目链接:20. 有效的括号

卡哥的视频链接:栈的拿手好戏!| LeetCode:20. 有效的括号

题目思考:无论有多少种排列,对不上的情况也就是三种:左括号富余,右括号富余,括号匹配不上,至于做法,我们应该在遇到左括号的时候,往里面添上相应的右括号,当遇到右括号的时候删除栈里相应的右括号,最后如果栈内元素为零,说明符号是顺序相同而且相互匹配的栈先进后出的

可以用两种方法:双端队列和map

什么是双端队列呢?

双端队列(Deque,全称 Double-Ended Queue)是一种具有队列和栈的特性的数据结构。它允许在队列的两端进行插入和删除操作,因此可以像队列一样从一端插入元素(尾部),从另一端删除元素(头部),也可以像栈一样从一端插入和删除元素(顶部)。双端队列支持以下操作:

  1. 在队列的前端(头部)插入元素
  2. 在队列的后端(尾部)插入元素
  3. 在队列的前端(头部)删除元素
  4. 在队列的后端(尾部)删除元素
  5. 获取队列的第一个元素(但不删除)
  6. 获取队列的最后一个元素(但不删除)
  7. 判断队列是否为空
  8. 获取队列的大小

双端队列可以通过多种方式实现,例如使用数组、链表或双向链表等数据结构。在 Java 中,Deque 接口提供了双端队列的定义,常见的实现类包括 LinkedListArrayDeque

代码示例:

import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;
public class kuohaomatch {
    public boolean isValid(String s){
        // 创建一个双端队列,用于模拟栈的行为,存储括号字符
        Deque<Character> deque = new LinkedList<>();
        char ch;
        // 遍历输入字符串中的每个字符
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            ch = s.charAt(i);
            // 如果当前字符是左括号,则将对应的右括号入栈
            if(ch == '('){
                deque.push(')');
            } else if (ch == '{') {
                deque.push('}');
            } else if (ch == '[') {
                deque.push(']');
            } else if(deque.isEmpty() || deque.peek() != ch){
// 如果当前字符是右括号,并且栈为空(没有相应的左括号),或者栈顶的括号与当前字符不匹配,则返回 false
                return false;
            }else{
                // 如果当前字符是右括号,并且与栈顶的括号匹配,则将栈顶的括号出栈
                deque.pop();
            }
        }
// 最后,检查栈是否为空,如果为空,则所有的左括号都有相应的右括号与之匹配,返回 true;否则,返回 false
        return deque.isEmpty();
    }
}

代码逻辑详解:

  1. 声明了一个名为 kuohaomatch 的类,并在其中定义了一个名为 isValid 的公共方法,该方法接受一个字符串参数 s,并返回一个布尔值,指示该字符串中的括号是否有效。

  2. 在方法内部,创建了一个 Deque 类型的双端队列 deque,用于存储括号字符。

  3. 使用一个 for 循环遍历输入字符串 s 中的每个字符。

  4. 对于每个字符,检查它是否是左括号,如果是,则将相应的右括号入栈;如果不是左括号,则继续判断。

  5. 如果当前字符是右括号,并且栈为空(没有相应的左括号),或者栈顶的括号与当前字符不匹配,则返回 false,因为这意味着字符串中的括号无效。

  6. 如果当前字符是右括号,并且与栈顶的括号匹配,则将栈顶的括号出栈。

  7. 循环结束后,检查栈是否为空。如果栈为空,表示所有的左括号都有相应的右括号与之匹配,返回 true;否则,返回 false,因为仍然有未匹配的括号。

leetcode提交记录:

小tips:1.注意生命双端队列的类型
2.注意各种括号的判断要写在for循环内部
3.注意方法后的括号

1047.删除字符串中的所有相邻重复项

题目: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。

示例:

输入:"abbaca"
输出:"ca"
解释:
例如,在 "abbaca" 中,我们可以删除 "bb" 由于两字母相邻且相同,这是此时唯一可以执行删除操作的重复项。之后我们得到字符串 "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"。

提示:

  1. 1 <= S.length <= 20000
  2. S 仅由小写英文字母组成。

题目链接:1047. 删除字符串中的所有相邻重复项

卡哥的视频链接:栈的好戏还要继续!| LeetCode:1047. 删除字符串中的所有相邻重复项

题目思路:用栈接受元素,遇到元素先储存,如果再接下来的元素和上一个元素相同的话,就删除,删除后再进行对比,看和之前的元素是一样的吗

爪哇代码示例:

import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;

public class neighbor {
    public String remove(String s){
        // 创建一个双端队列,用于存储不重复的字符
        Deque<Character> deque = new LinkedList<>();
        char c;
        // 遍历输入字符串中的每个字符
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            c = s.charAt(i);
            // 如果队列为空,或者当前字符与队列首部的字符不相同,则将当前字符入队列
            if(deque.isEmpty() || deque.peek() != c){
                deque.push(c);
            } else {
                // 否则,如果当前字符与队列首部的字符相同,则将队列首部的字符出队列,相当于移除相邻重复的字符
                deque.pop();
            }
        }
        // 如果队列不为空,将队列中剩余的字符构建成一个字符串并返回
        String str = "";
        while(!deque.isEmpty()){
            //注意这里不可以写成 += 噢!!
            str = deque.pop() + str;
        }
        return str;
    }
}

代码逻辑详解:

  1. 声明了一个名为 neighbor 的类,并在其中定义了一个名为 remove 的公共方法,该方法接受一个字符串参数 s,并返回一个字符串,表示移除相邻重复字符后的结果。

  2. 在方法内部,创建了一个 Deque<Character> 类型的双端队列 deque,用于存储不重复的字符。

  3. 使用一个 for 循环遍历输入字符串 s 中的每个字符。

  4. 对于每个字符,如果队列为空,或者当前字符与队列首部的字符不相同,则将当前字符入队列,以确保不重复。

  5. 如果当前字符与队列首部的字符相同,则将队列首部的字符出队列,相当于移除相邻重复的字符。

  6. 循环结束后,如果队列不为空,将队列中剩余的字符构建成一个字符串并返回。

这样,经过移除相邻重复字符的处理后,就能得到移除重复字符的结果字符串。

leetcode提交记录:

小tips:最后转成字符串输出的时候,要先输出队列中的字符串再输出之前输出过的字符,这样才能保证顺序和原来一样

150.逆波兰表达式求值

题目:

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。

示例 1:

输入:tokens = ["2","1","+","3","*"]
输出:9
解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:((2 + 1) * 3) = 9

示例 2:

输入:tokens = ["4","13","5","/","+"]
输出:6
解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:(4 + (13 / 5)) = 6

示例 3:

输入:tokens = ["10","6","9","3","+","-11","*","/","*","17","+","5","+"]
输出:22
解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:
  ((10 * (6 / ((9 + 3) * -11))) + 17) + 5
= ((10 * (6 / (12 * -11))) + 17) + 5
= ((10 * (6 / -132)) + 17) + 5
= ((10 * 0) + 17) + 5
= (0 + 17) + 5
= 17 + 5
= 22

提示:

  • 1 <= tokens.length <= 104
  • tokens[i] 是一个算符("+""-""*" 或 "/"),或是在范围 [-200, 200] 内的一个整数

什么事逆波兰表达式呢?

逆波兰表达式是一种后缀表达式,所谓后缀就是指算符写在后面。

  • 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优点:

  • 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;遇到算符则取出栈顶两个数字进行计算,并将结果压入栈中

题目链接:150.逆波兰表达式

卡哥的视频链接:栈的最后表演! | LeetCode:150. 逆波兰表达式求值

逆波兰表达式其实是来源于二叉树中的后缀表达式,逆波兰表达式主要有以下两个优点:

  • 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。

爪哇代码示例:

import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;

public class nibolan {
    public int culculate(String[] tokens){
        // 创建一个双端队列作为栈,用于存储操作数和中间结果
        Deque<Integer> stack = new LinkedList<>();
        // 遍历逆波兰表达式中的每个元素
        for(String s : tokens){
            if("+".equals(s)){ // 如果当前元素是加号
                // 将栈顶的两个元素弹出并求和,然后将结果入栈
                stack.push(stack.pop() + stack.pop());
            }else if("-".equals(s)){ // 如果当前元素是减号
                // 弹出栈顶的元素,并将其取相反数再入栈
                int temp1 = stack.pop();
                int temp2 = stack.pop();
                stack.push(temp2 - temp1);
            }else if("*".equals(s)){ // 如果当前元素是乘号
                // 将栈顶的两个元素弹出并相乘,然后将结果入栈
                stack.push(stack.pop() * stack.pop());
            }else if("/".equals(s)){ // 如果当前元素是除号
                // 弹出栈顶的两个元素,将第二个元素除以第一个元素,然后将结果入栈
                int temp1 = stack.pop();
                int temp2 = stack.pop();
                stack.push(temp2 / temp1);
            }else{ // 如果当前元素是数字
                // 将数字字符串转换为整数并入栈
                stack.push(Integer.valueOf(s));
            }
        }
        // 最后栈中剩余的元素就是表达式的计算结果,将其弹出并返回
        return stack.pop();
    }
}

leetcode提交记录:

小tips:

1.除法和减法计算的时候,记得先将元素保存在临时变量中,再进行相应的计算

2.如果先遇到了数字,为了方便后续的计算,要将数字字符串转化成整型。

3.在 Java 中,使用 equals() 方法比较字符串的内容更为可靠,而不是使用 == 运算符。因为:

  1. == 运算符用于比较对象引用是否相等,即判断两个对象是否指向内存中的同一块区域。如果两个字符串使用 == 运算符进行比较,它们将只在它们是同一个对象时返回 true,即它们在内存中的地址相同。但是,如果两个字符串对象分别在内存的不同位置,即使它们包含相同的字符序列,使用 == 运算符比较也会返回 false

  2. equals() 方法用于比较字符串对象的内容是否相等,即判断两个字符串的字符序列是否相同。使用 equals() 方法进行比较时,会逐个比较两个字符串的每个字符,如果所有字符都相同,则返回 true,否则返回 false。因此,equals() 方法比较的是字符串的实际内容,而不是它们在内存中的位置。

在编写 Java 代码时,通常更关心字符串的内容是否相同,而不是它们在内存中的位置。因此,推荐使用 equals() 方法来比较字符串。

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