代码随想录算法训练营day10~day13栈与队列No.232 225 20 1047 150 239 347

day10

理论基础

学过js数据结构，这一部分关于c++的直接略过

232.用栈实现队列

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说明:
你只能使用标准的栈操作 – 也就是只有 push to top, peek/pop from top, size, 和 is empty 操作是合法的。
你所使用的语言也许不支持栈。你可以使用 list 或者 deque（双端队列）来模拟一个栈，只要是标准的栈操作即可。
假设所有操作都是有效的 （例如，一个空的队列不会调用 pop 或者 peek 操作）。

讲解
因为栈是先进后出，队列先进先出，就是用两个栈完成一个元素的反转：判断出栈为控，入栈不为空；然后将所有的元素放到出栈里，再取出来；注意需要把所有元素都放到出栈，否则若有新增元素，顺序就会乱。
代码

225. 用队列实现栈

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使用队列实现栈的下列操作：

push(x) – 元素 x 入栈
pop() – 移除栈顶元素
top() – 获取栈顶元素
empty() – 返回栈是否为空
注意:
你只能使用队列的基本操作-- 也就是 push to back, peek/pop from front, size, 和 is empty 这些操作是合法的。
你所使用的语言也许不支持队列。 你可以使用 list 或者 deque（双端队列）来模拟一个队列 , 只要是标准的队列操作即可。
你可以假设所有操作都是有效的（例如, 对一个空的栈不会调用 pop 或者 top 操作）

讲解
一个队列模拟栈（视频）：
将队列里除了最后一个元素（size-1个）都弹出，重新放入队列里，就能弹出最后一个元素了。
获取栈顶元素就是队列入栈的最后一个元素（que.back）js需要看有没有对应的函数实现
两个队列模拟栈
代码

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day11

20. 有效的括号

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讲解
由于栈结构的特殊性，非常适合做对称匹配类的题目。
题意其实就像我们在写代码的过程中，要求括号的顺序是一样的，有左括号，相应的位置必须要有右括号。
实际上只有三种情况：

1. 左边括号多了
2. 括号类型不匹配
3. 右边括号多了

思路就是遍历字符串时遇到左括号，拿一个栈储存对应类型的右括号；直到遍历到右括号，开始拿字符串中的右括号与栈顶元素进行匹配（这里就是遍历左括号储存右括号的好处，不用写额外的逻辑匹配，直接消消乐就行），相同就删除这个元素，去遍历下一个括号；若出现栈为空||不匹配，返回false；栈为空说明右括号多了情况3，不匹配情况2；情况1就是字符串遍历结束栈里还有元素。
剪枝：字符串为奇数直接返回false
代码

1047. 删除字符串中的所有相邻重复项

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讲解
可以定义一个字符串来模拟栈，这样最后结果就不用转换了，只要注意字符串的头部和尾部，需要对应正确的字符串顺序。
栈为空或遍历元素与栈顶不相等时放入栈里；
遍历一个，放入栈，第二个的时候与栈顶元素匹配，不匹配就放入继续重复；如果匹配就消除，然后往下一边遍历，一边匹配栈顶元素，到最后取出正确顺序的字符串（字符串模拟可以直接得到）

递归的实现就是：每一次递归调用都会把函数的局部变量、参数值和返回地址等压入调用栈中，然后递归返回的时候，从栈顶弹出上一次递归的各项参数，所以这就是递归为什么可以返回上一层位置的原因。

相信大家应该遇到过一种错误就是栈溢出，系统输出的异常是Segmentation fault（当然不是所有的Segmentation fault 都是栈溢出导致的） ，如果你使用了递归，就要想一想是不是无限递归了，那么系统调用栈就会溢出。

代码

150. 逆波兰表达式求值

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讲解
中序表达式就是正常的算式；
后序（后缀）表达式是左右中；是计算机运算时使用的方式；不需要给加减运算加括号，只要按顺序遍历就能得到正确结果；
用栈来计算：遇到数字存到栈里；遇到操作符就取出栈头两个数字进行运算（二叉树），然后把结果放到栈里。
其实也是消除：两个元素遇到操作符就消除了。
题目中说的逆波兰表达式没有异常的表达，所以不用考虑异常
代码

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day12休息
day13

239. 滑动窗口最大值

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讲解
大顶堆无法保证弹出的值一定是对的，因为顺序会变会变成从大到小，在往后移动时就无法确定谁是应该弹出去的元素；
但单调队列（单调递增或单调递减）可以自己定义怎么弹出元素；
这道题目需要实现的是这三个函数：弹出之前的元素，压入下一个元素，每次移动判断哪个是最大值；
pop和push都需要判断队列非空
思路：
没必要维护三个元素；只需要把最大值放在队列出口；
push元素的时候，如果比队列入口元素大，就可以把之前的元素都卷走不用维护，比入口元素小的就成为新的入口元素（后续当最大值被弹出时也可能成为新的最大值，所以要留下，再新加入元素时如果比出口小但是比队列里其他元素大，就把其他元素卷走，排在最大值后面），出口元素就是最大值；
pop的时候如果要pop的元素与最大值（队列出口）相等，就需要把队列出口pop出去（1.弹走了所以不是最大值了，队列出口不能是它了2.因为之前不是最大值的元素push新元素时已经被卷走了没有实际执行pop操作）。
js的不同之处：

dq的出口（front）和入口（back）都可以实现出元素和入元素
题解中单调队列里的pop和push接口，仅适用于本题哈。单调队列不是一成不变的，而是不同场景不同写法，总之要保证队列里单调递减或递增的原则，所以叫做单调队列。 不要以为本题中的单调队列实现就是固定的写法
代码

347.前 K 个高频元素

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讲解
快排算法时间复杂度是O(nlogn)？
大顶堆是根节点是最大的元素；小顶堆是根节点是最小的元素
用堆遍历map（key元素，value出现频率）里的所有元素
只维护k次的元素。
堆是一种二叉树结构；
用大顶堆时，push元素会把堆顶，即二叉树根节点即最大的元素弹出去（最大的：k次的值），所以剩下的是前k个低频元素。
所以用小顶堆。
时间复杂度，大/小顶堆遍历一边是n，在堆中加入一个元素是logk（维护k个元素，只对k个元素进行排序）。所以是O(nlogk)优于nlogn
需要实现compare函数。
代码

总结

优先级队列和单调队列