NO21、栈的压入弹出序列(挺好的题目,可以帮助你理解栈)

博客围绕栈的压入弹出序列算法问题展开,给出题目描述,即判断第二个整数序列是否为第一个压栈序列的弹出顺序。还提及解题思路,如一开始想用vector,后借助栈,二刷时觉得题目较容易,且对代码进行了优化,并给出运行时间和占用内存情况。
21、栈的压入弹出序列 很好的题目

题目描述
输入两个整数序列,第一个序列表示栈的压入顺序,请判断第二个序列是否可能为该栈的弹出顺序。假设压入栈的所有数字均不相等。例如序列1,2,3,4,5是某栈的压入顺序,序列4,5,3,2,1是该压栈序列对应的一个弹出序列,但4,3,5,1,2就不可能是该压栈序列的弹出序列。(注意:这两个序列的长度是相等的)
示例1
输入

[1,2,3,4,5],[4,3,5,1,2]

返回值

false
1、想岔了,用vector
    bool IsPopOrder(vector<int> pushV,vector<int> popV) {

       if(pushV.size() == 0) return false;
        vector<int> v;
        for(int i = 0,j = 0 ;i < pushV.size();){
            v.push_back(pushV[i++]);
            while(j < popV.size() && v.back() == popV[j]){
                v.pop_back();
                j++;
            }      
            }
            return v.empty();
    }
2、借助栈
    bool IsPopOrder(vector<int> pushV,vector<int> popV) {

if (pushV.empty() || popV.empty() || pushV.size() != popV.size())
	return false;
	stack<int> s;
	int j = 0;
	for (int i = 0; i < pushV.size(); ++i) {
		s.push(pushV[i]);
		while (!s.empty() && s.top() == popV[j]) {
			s.pop();
			++j;
		}
	}
	if (s.empty())
		return true;
	return false;
    }
二刷:
1、挺容易的,可以再看一下

运行时间:3ms 占用内存:508k

    bool IsPopOrder(vector<int> pushV,vector<int> popV) {
	int len = pushV.size();
	int pushIndex = 0, popIndex = 0;
	stack<int>st;
	while (pushIndex < len && popIndex < len) {
		if (pushV[pushIndex] != popV[popIndex]) {
			st.push(pushV[pushIndex++]);
		}
		else {
			popIndex++;
			pushIndex++;
			while (!st.empty() && popIndex<len && st.top() == popV[popIndex]) {
				st.pop();
				popIndex++;
			}
		}
	}

	while (popIndex < len && st.top() == popV[popIndex]) {
		st.pop();
		popIndex++;
	}
	return popIndex == len && st.empty();
    }
2、精练一下代码

运行时间:3ms 占用内存:380k

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

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如果觉得狗屁不通,直接留言开喷就完事了。

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**题目重述** 有一个列车调度系统,包含三个部分:口、车站(中间区域)、出口。结构如下: ``` 口 -----> 车站() -----> 出口 \_____________________/ ↓ 出口 ``` 即每辆车在某一时刻可以: - 从 **口直接到出口**(不进车站) - 从 **口进车站**(车站为一个结构,先进后出) - 从 **车站进出口** 给定一串按顺序到达口的列车序列(如 `abc`),以及多个可能的出站顺序,判断每个出站顺序是否可以通过上述操作实现。 --- **详解** 这个问题的本质是:**判断一个输出序列是否是输序列的一个合法的“排列”(stack permutation)**。 我们用一个来模拟车站的行为。 ### 核心规则: - 列车按输顺序 $ a, b, c, \ldots $ 依次到达口。 - 每辆列车可以选择: 1. **直接进出口**(相当于后立即出) 2. **进车站()** 3. 当前在车站顶部的列车可以 **从车站进出口(出)** 由于车站是结构,先进去的车会被在下面,必须等上面的车先出去才能出来。 --- ### 解题策略:模拟法 设输序列为 $ S_{in} = s_1s_2\cdots s_n $,目标输出序列为 $ T $。 使用一个和两个指针: - `i`:指向下一个要的字符(从输读取) - `j`:指向当前需要匹配的目标输出字符 算法步骤: 1. 初始化空,`i = 0`, `j = 0` 2. 循环直到所有输出字符都被匹配或无法继续: - 如果顶等于 $ T[j] $,则出,`j++` - 否则,从输中将 `S_in[i]` ,`i++` - 如果 `i` 超过长度且顶不匹配,则失败 3. 成功当且仅当所有字符都匹配 --- ### 示例分析:输 `abc` #### 测试序列:`cab` → 输出 "no" 我们要输出 `c`, `a`, `b` - 目标第一个是 `c`,但当前输是 `a` → 必须先把 `a`, `b`, `c` 都送车站()或让 `c` 直接通过 - 假设: - `a` : [a] - `b` : [a, b] - `c` 直接出 → 输出 `c` - 现在顶是 `b`,但下一个期望是 `a` → 无法越过 `b` 取 `a` → 不行 - 所以 `cab` 不合法 → 输出 "no" #### 测试序列:`cba` → 输出 "yes" - `a` - `b` - `c` 或 直接出(本质一样)→ 出 → 输出 `c` - `b` 出 → 输出 `b` - `a` 出 → 输出 `a` → 得到 `cba` → 合法 → "yes" --- ### 关键理解图示 想象这个路径: ``` 口 → 分叉点 ├───→ 出口 (路径 a) └───→ 车站() → 出口(路径 c) ``` 所以每一辆车有两条路径可选: - 短路:口 → 出口(路径 a) - 绕路:口 → 车站 → 出口(路径 b + c) 而车站是一个**垂直的轨道**(像死胡同),只能后进先出。 比如你把 a 放进去,然后 b,那么必须先开走 b,才能开走 a。 --- ### 总结判断方法: 对每一个输出序列: > 是否存在一种/出/直通的操作序列,使得最终出口顺序与目标一致? 只需用模拟即可判定。 --- **知识点** - **的LIFO特性**:后进先出,仅顶可访问,限制了元素的弹出顺序。 - **混洗合法性判断**:通过模拟过程验证输出序列是否可达。 - **双指针模拟法**:结合输指针与输出指针,在上逐步匹配目标序列
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