栈数据结构总结(stack)

本文包含的Leetcode题目

1. 有效的括号（Leetcode20）
2. 逆波兰表达式求值(Leetcode150)
3. 删除字符串中所有相邻重复项(Leetcode1047)

栈（stack）

栈是一种先进后出的数据结构，在C++ STL默认使用deque（双向队列）进行实现（stack不算容器，算是一种容器适配器），STL中栈的使用方法如下：

stack<T> st;        //构造一个栈结构
st.pop();			//弹出栈顶元素，无返回值
st.top();			//返回栈顶元素
st.push(a);			//将a入栈
st.size();			//返回栈中元素的个数
st.empty();			//判断栈是否为空，返回bool类型

注意STL中stack不提供迭代器，无法进行遍历等操作。

栈数据结构的使用场景

1. 计算机系统中很多情况都会使用stack来存放参数（如递归是系统进行压栈）
2. “匹配”问题（符号匹配）
3. 栈结构有能力将数据反置（如二叉树后续遍历的迭代写法）

Leetcode 20：有效的括号

“匹配”类问题优先考虑栈结构，本题要考虑三种可能无效的情况：
1.右括号和左括号对不上（数据和栈顶不等）
2.右括号比左括号多（栈空还有数据）
3.左括号比右括号多（数据空还有栈）

class Solution {
    
    
public:
    bool isValid(string s) {
    
    
        stack<char> s0;
        for (char c : s) {
    
    
            if (c == '(') s0.push(')');
            else if (c == '[') s0.push(']');
            else if (c == '{') s0.push('}');
            else if (s0.empty() || s0.top() != c) return false;
            else s0.pop();
        }
        return s0.empty();
    }
};

Leetcode150：逆波兰表达式求值

同样是关于匹配问题，同样使用栈结构，遇到数字压栈，遇到运算符进行计算，将结果压栈。

class Solution {
    
    
public:
    int evalRPN(vector<string>& tokens) {
    
    
        stack<int> st;
        for (int i = 0; i < tokens.size(); i++) {
    
    
            if (tokens[i] == "+" || tokens[i] == "-" || tokens[i] == "*" || tokens[i] == "/")            {
    
    
                int num1 = st.top();
                st.pop();
                int 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(stoi(tokens[i]));
            }
        }
        return st.top();
    }
};

Tips
C++中 string->int: stoi(); int->string: to_string()

Leetcode1047：删除字符串中的所有相邻重复项

本质上还是字符的两两匹配问题

class Solution {
    
    
public:
    string removeDuplicates(string S) {
    
    
        stack<char> st;
        string res;
        for (char c : S) {
    
    
            if (st.empty() || st.top() != c) st.push(c);
            else st.pop();
        }
        while (!st.empty()) {
    
    
            res += st.top();
            st.pop();
        }
        reverse(res.begin(), res.end());
        return res;
    }
};