LeetCode每日一题--316. 去除重复字母(单调栈)

博客围绕LeetCode 316题去除重复字母展开,题目要求去除字符串中重复字母,保证每个字母仅出现一次且结果字典序最小。博主起初思路不佳,后参考题解,题解用两个数组判断元素是否在栈中及后续剩余个数,通过栈操作得出结果,博主表示有待多练习。

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题目:跳转至 316. 去除重复字母
给你一个字符串 s ,请你去除字符串中重复的字母,使得每个字母只出现一次。需保证 返回结果的字典序最小(要求不能打乱其他字符的相对位置)。

**注意:**该题与 1081 相同

示例 1:
输入:s = “bcabc”
输出:“abc”
示例 2:
输入:s = “cbacdcbc”
输出:“acdb”

提示:

  1. 1 <= s.length <= 104
  2. s 由小写英文字母组成
class Solution {
public:
    string removeDuplicateLetters(string s) {
    
    }
};

思路:
哈希表存储字符串中每个字母出现的次数,要满足要求,得保证字典序靠前的字母尽量在前位,写了半天结果都不对,条件也想不好,放弃挣扎瞅了眼题解。

标题单调栈,突然有了那么点印象,返回文章列表,之前的拼接最大数中也有用到,略微仿了这题先算出不重复元素的个数再挨个填充进去,但重复元素还是没写明白代码整段还很长。

题解里两个数组分别用来判断当前元素是否在栈中出现过,以及当前元素往后各元素值的剩余个数。

如果当前元素没有在栈中出现过,首先从栈顶元素(字符串尾)判断是否大于当前元素(大于即说明不满足字典序最小),判断后续是否还存在栈顶元素值(每个字符都要出现),如果还存在则可以弹出栈顶元素,循环。得出合适下标后,把当前元素入栈。同时当前元素已经判断过不会再被使用,所以当前元素数量减1。

class Solution {
public:
    string removeDuplicateLetters(string s) {
        vector<int> vis(26), num(26);
        for (char ch : s) {  //记录字符串中各字母的数量
            num[ch - 'a']++;
        }
        string stk;
        for (char ch : s) {
            if (!vis[ch - 'a']) {  //如果当前值没有出现过
                while (!stk.empty() && stk.back() > ch) {  //当栈不为空且栈顶元素大于当前元素值时
                    if (num[stk.back() - 'a'] > 0) {  //如果栈顶元素总值>0(后续还会出现)即可以弹出值
                        vis[stk.back() - 'a'] = 0;
                        stk.pop_back();
                    } else {
                        break;
                    }
                }
                vis[ch - 'a'] = 1;  //栈中存在当前元素
                stk.push_back(ch);  //加入当前值
            }
            num[ch - 'a'] -= 1; //当前元素数量减1
        }
        return stk;
    }
};

有待多练习。

### LeetCode 单调栈技巧解析 单调栈是一种特殊的栈数据结构,在处理特定类型的算法问题时非常有效。这类问题通常涉及寻找某个元素左边或右边第一个大于或小于该元素的位置。 #### 1. 基本概念 单调栈分为两种形式:**单调递增栈** 和 **单调递减栈**。前者用于解决「下一个更大元素」类的问题;后者适用于「下一个更小元素」的情况[^4]。 对于给定序列中的每一个位置,如果想要找到其右侧最近的一个比自己大的数,则可以采用单调递增栈来完成这一目标。每当遇到一个新的数值时,会持续移除栈顶那些不大于新加入值的成员直到满足条件为止,并记录下这些被移除项对应的结果。之后再把新的值压入栈底继续上述过程直至遍历结束[^1]。 ```python def nextGreaterElement(nums1, nums2): """ :type nums1: List[int] :type nums2: List[int] :rtype: List[int] """ dict_ = {} stack = [] for num in nums2: while stack and stack[-1] < num: dict_[stack.pop()] = num stack.append(num) result = [dict_.get(x, -1) for x in nums1] return result ``` 此代码片段展示了如何利用单调递增栈求解`nums2`中各元素在其后的首个较大者,并通过字典保存映射关系以便快速查询来自`nums1`列表内的请求。 #### 2. 应用场景举例 - **股票最大利润计算** 当面对像买卖股票获取最大收益这样的实际应用案例时,也可以借助类似的思路——即维护一个最小买入价格变量并不断更新潜在的最大差额作为最终获利金额[^2]: ```c int maxProfit(int* prices, int pricesSize) { if (pricesSize <= 1) { return 0; } int maxprof = 0; int minprice = prices[0]; for (int i = 0; i < pricesSize; ++i) { if (prices[i] > minprice) { maxprof = fmax(maxprof, prices[i] - minprice); } else { minprice = prices[i]; } } return maxprof; } ``` - **去除重复字母** 另外还有诸如删除字符串里的冗余字符以形成字典序最小的新串等问题也能运用到相同的技术框架之上。这里的关键在于维持一个不含任何前导相同字符且保持严格升序排列的状态机(即所谓的“单调栈”),从而确保每次新增加进来的小写字母都能恰当地安置在合适之处而不破坏整体顺序性[^3]: ```python from collections import Counter class Solution: def removeDuplicateLetters(self, s: str) -> str: stack = [] remains = Counter(s) for char in s: if char not in stack: while stack and remains[stack[-1]] > 0 and stack[-1] > char: stack.pop() stack.append(char) remains[char] -= 1 return ''.join(stack) ``` 综上所述,掌握好单调栈这种高效的数据结构及其背后的工作原理能够帮助更好地理解和应对一系列经典的编程挑战题目。
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