算法学习|栈与队列 LeetCode 20.有效的括号 、1047.删除字符串中的所有相邻项、150.逆波兰表达式求值

一、有效的括号

思路

三种不匹配的情况：
1.已经遍历完了字符串，但是栈不为空。( [ { } ] ( ) 左括号多余
2.历字符串匹配的过程中，发现栈里没有要匹配的字符。[ { ( } ) ] 无法匹配
3.遍历字符串匹配的过程中，栈已经为空了，没有匹配的字符了。[ { } ] ( ) ) ) ) 有括号多余
遇到左括号，往栈里放右括号（方便之后作比较），遇到右括号，首先判断栈是否为空，如果为空，则不匹配，再判断栈顶元素是否等于当前遍历的元素，如果不等于，则不匹配，如果栈顶元素等于当前遍历元素，则弹出进行匹配。如果已经遍历完了字符串，但栈不为空，说明左括号多余。

代码实现

class Solution {
public:
    bool isValid(string s) {
        if(s.size() % 2 != 0) return false;
        stack<char> st;
        for(int i = 0; i < s.size(); i++) {
            if(s[i] == '(') st.push(')');
            else if (s[i] == '{') st.push('}');
            else if (s[i] == '[') st.push(']');
            // 第三种情况：遍历字符串的过程中，栈已经为空，没有匹配的字符
            // 第二种情况：遍历字符串的过程中，当前遍历元素不等于栈顶元素
            else if (st.empty() || st.top() != s[i]) return false;
            else st.pop(); // 当前遍历元素等于栈顶元素，栈弹出元素
        }
        // 第一种情况：已经遍历完了字符串，但是栈不为空，说明左括号多余
        return st.empty();
    }
};

二、删除字符串中的所有相邻重复项

思路

用字符串模拟栈，把字符串的尾部作为栈的顶，字符串的头部作为栈的底。
用栈存放遍历过的元素，每遍历过一个元素，都和栈顶元素去比较，如果栈为空或者当前遍历元素与栈顶元素不相等时，直接把元素加入到栈，如果相等，弹出消除。

代码实现

class Solution {
public:
    string removeDuplicates(string S) {
        stack<char> st;
        for(char s : S) {
            if(st.empty() || s != st.top()) {
                st.push(s);
            } else {
                st.pop();
            }
        }
        string result = "";
        while(!st.empty()) { // 将栈中元素放到result字符串汇总
            result += st.top();
            st.pop();
        }
        reverse(result.begin(),result.end()); //反转字符串
        return result;

    }
};

//用字符串模拟栈
class Solution {
public:
    string removeDuplicates(string S) {
        string result;
        for(char s :S) {
            if(result.empty() || result.back() != s) {
                result.push_back(s);
            }
            else {
                result.pop_back();
            }
        }
        return result;
    }
};

三、逆波兰表达式求值

思路

逆波兰表达式就是后缀表达式,二叉树的后序表达式
遇到数字就放入栈中，遇到操作符，从栈顶取出两元素进行运算，运算结果存回栈中

代码实现

class Solution {
public:
    int evalRPN(vector<string>& tokens) {
        stack<long long> st;
        for(int i = 0; i < tokens.size(); i++) {
            if(tokens[i] == "+" || tokens[i] == "-" || tokens[i] == "*" || tokens[i] == "/") {
                long long num1 = st.top();
                st.pop();
                long long num2 = st.top();
                st.pop();
                if(tokens[i] == "+") st.push(num2 + num1);
                if(tokens[i] == "-") st.push(num2 - num1);
                if(tokens[i] == "*") st.push(num2 * num1);
                if(tokens[i] == "/") st.push(num2 / num1);
            }
            else {
                st.push(stoll(tokens[i]));
            }
        }
        int result = st.top();
        st.pop(); // 弹出最后一个元素
        return result;
    }
};