元素出栈、入栈顺序的合法性

本文介绍了一种用于验证出栈序列是否合法的方法,即在给定的入栈序列下,通过辅助栈实现序列匹配。通过遍历出栈序列,逐个尝试从入栈序列中匹配并移除元素,最终判断序列是否完整匹配。

题目如下:

元素出栈、入栈顺序的合法性。如入栈的序列(1,2,3,4,5),出栈序列为(4,5,3,2,1)

基本思路:

  很直观的一种想法,建立一个辅助栈,把输入的第一个序列中的数字一次压入该辅助栈,并按照第二个序列的顺序从该栈中弹出数字。

判断思路:

遍历出栈顺序中的元素,有两种情况  :

(1)如果元素是栈顶的元素,则pop出来;

(2)如果不是栈顶元素,则根据入栈顺序将没入栈的元素push进栈,直到将该元素push栈中,然后将该元素pop出来;

 如果push完所有元素都没有找到该元素,那么这个出栈顺序是错误的。最后辅助栈为空栈,并且遍历完了出栈序列的最后一个元素(二者缺一不可),那么该序列就是 一个弹出序列

代码实现一:

bool g_InvalidInput = false;
bool IsPopOrder(const int dataPush[], const int dataPop[], int length1,int length2)
{
	if (dataPush == NULL || dataPop == NULL || length1!=length2||length1<=0)
	{
		g_InvalidInput = true;
		return false;
	}
	int length = length1;
	const int* cur = dataPop;
	stack<int> stackData;
	for (int i = 0; i < length; ++i)
	{
		stackData.push(dataPush[i]);
		while (stackData.size()!=0&&stackData.top() == *cur)
		{
			stackData.pop();
			cur++;
		}
	}
	if (stackData.empty()&&stackData.size() == 0)
		return true;
	return false;
}

代码实现二:(牛客网刷题)

bool IsPopOrder(vector<int>pushV, vector<int>popV)
{
	if (pushV.size() != popV.size() || pushV.size() <= 0)
		return false;
	int len = pushV.size();
	int indexPopV = 0;
	stack<int> stackData;
	for (int i = 0; i < len&&indexPopV<len; ++i)
	{
		stackData.push(pushV[i]);
		while (stackData.size() != 0 && stackData.top() == popV[indexPopV])
		{
			stackData.pop();
			indexPopV++;
		}
	}
	if (stackData.empty()&&stackData.size() == 0)
	{
		return true;
	}
	return false;
}



<think>我们参考引用[1][2]的内容,使用C++实现判断出栈序列是否合法的方法。 给定一个序列(通常是从1到n的连续整数),以及一个出栈序列,判断这个出栈序列是否合法。 方法:使用一个辅助来模拟出栈过程。 步骤: 1. 初始化一个空。 2. 用两个指针(或索引)分别指向序列(pushV)的起始位置出栈序列(popV)的起始位置。 3. 遍历序列,将每个元素顺序。 4. 每次后,循环判断元素是否等于当前出栈序列的元素,如果相等,则出栈,并将出栈序列的指针后移。 5. 重复步骤34,直到序列遍历完成。 6. 最后检查是否为空,如果为空,则出栈序列合法;否则,不合法。 注意:在步骤4中,循环判断的条件是非空且元素等于当前出栈序列的元素。 例如:序列[1,2,3,4,5],出栈序列[4,5,3,2,1]是合法的,而[4,3,5,1,2]是不合法的。 代码实现: 假设有两个vector:pushV(序列)popV(出栈序列),它们长度相等。 时间复杂度:O(n),因为每个元素最多一次出栈一次。 空间复杂度:O(n),使用了一个辅助。 下面我们用C++代码实现: </think>### 使用 C++ 判断出栈序列合法性的方法 在给定序列为 $1,2,3,\dots,n$ 的情况下,判断出栈序列 $popV$ 是否合法,可通过模拟出栈过程实现。以下是完整实现详细步骤: ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <stack> using namespace std; bool isPopOrder(vector<int>& pushV, vector<int>& popV) { if (pushV.size() != popV.size()) return false; // 序列长度不同必定不合法[^1] stack<int> stk; // 辅助 int idx = 0; // 指向出栈序列的索引 for (int num : pushV) { stk.push(num); // 按顺序 // 循环检查顶是否匹配出栈序列 while (!stk.empty() && stk.top() == popV[idx]) { stk.pop(); // 匹配则出栈 idx++; // 指向下一出栈元素 } } return stk.empty(); // 空说明全部匹配成功 } int main() { vector<int> pushV = {1,2,3,4}; // 合法示例 vector<int> popV1 = {1,3,4,2}; // 引用[1]案例 cout << "序列1合法性: " << isPopOrder(pushV, popV1) << endl; // 输出1 // 非法示例 vector<int> popV2 = {4,1,2,3}; cout << "序列2合法性: " << isPopOrder(pushV, popV2) << endl; // 输出0 return 0; } ``` #### 算法解析 1. **初始化** - 创建辅助 `stk` - 指针 `idx` 初始化为 0(指向出栈序列起始位置) 2. **操作** 遍历序列 `pushV`,将每个元素顺序中: ```cpp for (int num : pushV) { stk.push(num); ... } ``` 3. **出栈匹配** 每次后立即检查: ```cpp while (!stk.empty() && stk.top() == popV[idx]) { stk.pop(); // 匹配则出栈 idx++; // 指向下一待出栈元素 } ``` - **关键逻辑**:当元素等于当前出栈元素时,立即出栈并移动指针[^2] 4. **结果判定** ```cpp return stk.empty(); // 空说明全部匹配成功 ``` #### 算法特性 - **时间复杂度**:$O(n)$ 每个元素最多一次、出栈一次 - **空间复杂度**:$O(n)$ 最坏情况下需要存储所有元素 - **核心原理**:通过操作模拟可能的出栈顺序,验证匹配性[^1] #### 示例解析 引用[1]案例:序列 $[1,2,3,4]$,出栈序列 $[1,3,4,2]$ 1. 1 → 匹配出栈1(空) 2. 2 → 顶(2)≠待出栈(3) 3. 3 → 匹配出栈3 4. 4 → 匹配出栈4 5. 中剩余2 → 匹配出栈2 最终空,序列合法。
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