栈与栈的经典面试题
【摘要】 前言在观看此篇博文之前必须会的前置知识:线性表:一次保存单个同类型元素,多个元素之间逻辑上连续例如:数组,链表,栈,队列,字符串(内部就是char[])栈和队列其实是==操作受限==的线性表上述讲的数组也罢,链表也罢,既可以在头部插入和删除,也能在尾部插入和删除,甚至可以在任意位置都可以插入和删除。"栈和队列"只能在一端插入元素和删除元素 一、栈的特点先进后出,后进先出的线性表 (LIFO...
前言
在观看此篇博文之前必须会的前置知识:
线性表:一次保存单个
同类型
元素,多个元素之间逻辑上连续
例如:数组,链表,栈,队列,字符串(内部就是char[])
栈和队列其实是==操作受限==的线性表
上述讲的数组也罢,链表也罢,既可以在头部插入和删除,也能在尾部插入和删除,甚至可以在任意位置都可以插入和删除。
"栈和队列"只能在一端插入元素和删除元素
一、栈的特点
先进后出,后进先出的线性表 (LIFO)
添加元素和删除元素的一端称为栈顶,另一端称为栈底。
可以把栈看成一个==水杯==,只能从一端插入元素,也只能从这一端取出元素(栈顶)。
二、栈的应用
1.无处不在的undo(撤销)操作
-
在任何一个编辑器中输错了一个内容使用ctrl+z就返回了上一次输入的内容
-
在任何一个浏览器左上方点击 ← 箭头 就能返回上一次浏览的网页
2.操作系统栈
- 程序在执行过程中,从A函数调用B函数,从B函数调用C函数,返回执行时如何得知从哪开始继续执行呢,其实背后就是栈这个结构~~
三、栈的实现
1. 基于数组实现的栈 -顺序栈
- 栈只能在栈顶插入元素,在栈顶删除元素的结构
2.基于链表实现的栈 -链式栈
- 同理,只是基于链表实现而已
3.栈的三个核心操作
- push(E e) : 向栈中添加元素 -> 入栈,压栈
- E pop() : 出栈操作,弹出栈顶元素
- E peek() : 查看栈顶元素,但不出栈
四、栈的常见问题
1.括号匹配问题
链接如下:20.有效的括号
==解题思路:==
- 给定的是个字符串,首先要把字符串转为字符数组一个个判断
- 找到不满足闭合条件的反例即可。(] -> false
- 使用栈这个结构辅助
==解题步骤:==
- 碰到左括号,直接入栈。(栈中只存储左括号,栈顶就是最新的左括号)
- 遇到右括号,出栈,查看是否匹配即可。(碰到右括号直接弹出栈顶元素,查看是否匹配,若不匹配,找到反例;若匹配,就接着往后扫描字符)
- 若还没有扫描完字符串,栈就空了,证明当前右括号匹配不了左括号,不满足条件。 (情况一)
- 若扫描完整个字符串后仍然没有找到反例且当前栈为空,说明str是一个满足条件的字符串。 (情况二)
- 否则,若扫描完整个字符串后,栈还不为空,证明了栈中还有若干个左括号,不满足条件。 (情况三)
==详细代码:==
class Solution {
public boolean isValid(String s) {
Deque<Character> stack = new LinkedList<>();
char[] array=s.toCharArray();
for(int i=0;i<array.length;i++){
if(array[i]=='('){
stack.push(')');
}else if (array[i] == '['){
stack.push(']');
}else if (array[i] == '{'){
stack.push('}');
}
else{
if(stack.isEmpty() || stack.pop()!=array[i] ){
return false;
}
}
}
return stack.isEmpty();
}
}
2.最小栈问题
链接如下:155.最小栈
==解题思路:==
- 首先创建两个栈s1和s2,s1用来存储原本实际元素,s2用来存储最小元素
- 整个题目的核心操作就是push(),每次入栈的时候进行判断。
- 当s2为空,当前元素直接入栈 (情况一)
- 当s2的栈顶元素>当前元素,直接入栈 (情况二)
- 当s2的栈顶元素<当前元素,就把栈顶元素再入一次栈(情况三)
- 此时s2和s1的入栈出栈都是同步的,s2栈顶永远保存了当前数据的最小值
==详细代码:==
class MinStack {
Deque<Integer> xStack;
Deque<Integer> minStack;
public MinStack() {
xStack = new LinkedList<Integer>();
minStack = new LinkedList<Integer>();
minStack.push(Integer.MAX_VALUE);
}
public void push(int x) {
xStack.push(x);
minStack.push(Math.min(minStack.peek(), x));
}
public void pop() {
xStack.pop();
minStack.pop();
}
public int top() {
return xStack.peek();
}
public int getMin() {
return minStack.peek();
}
}
心得
创建栈或者队列的时候,我们最好都使用Deque接口下的LinkedList<>()类,这个实现类既实现了栈的诸多个抽象方法以及队列的抽象方法,所以不管是栈或者是队列都可以使用这个实现类。
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