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LeetCode刷题--栈,队列,堆

程序员文章站 2022-06-07 21:47:08
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1.栈、队列、堆(优先队列)的基础

STL中的容器适配器有stack, queue, priority_queue三种,它们都是在顺序容器的基础上实现,屏蔽了顺序容器的一部分功能,突出和增加了另外一些功能。容器适配器都有以下三个成员函数:
this->push():添加一个元素
this->top():返回顶部(stack) 或 队头(queue,priority_queue)的元素的引用
this->pop():删除一个元素

2.栈和队列的基本操作

2.1 利用队列实现栈

LeetCode刷题--栈,队列,堆
LeetCode刷题--栈,队列,堆

#include<queue>
class mystack
{
private: 
	queue<int> _data;
public: 
	mystack() {};
	void push(int x)
	{
		queue<int> temp_data;
		temp_data.push(x);
		while(!_data.empty())
		{
			temp_data.push(_data.front());
			_data.pop();
		}
		while(!temp_data.empty())
		{
			_data.push(temp_data.front());
			temp_data.pop();
		}
	}
	void pop()
	{
		this->_data.pop();
	}
	int& top()
	{
		return this->_data.front();
	}
	bool empty()
	{
		return this->_data.empty();
	}
	int size()
	{
		return this->_data.size();
	}
};

2.2 利用栈实现队列

分析过程与上面类似

#include<stack>
class myqueue
{
private: 
	stack<int> _data;
public: 
	myqueue() {};
	void push(int x)
	{
		stack<int> temp_data;
		while(!_data.empty())
		{
			temp_data.push(_data.top());
			_data.pop();
		}
		temp_data.push(x);
		while(!temp_data.empty())
		{
			_data.push(temp_data.front());
			temp_data.pop();
		}
	}
	void pop()
	{
		this->_data.pop();
	}
	int& top()
	{
		return this->_data.top();
	}
	bool empty()
	{
		return this->_data.empty();
	}
	int size()
	{
		return this->_data.size();
	}
};

3.栈的混合使用

3.1 包含min函数的栈

LeetCode刷题--栈,队列,堆
LeetCode刷题--栈,队列,堆

#include<stack>
class minStack
{
private:
	stack<int> _data;
	stack<int> _min;
public:
	void push(int x)
	{
		_data.push(x);
		if(_min.empty()) _min.push(x);
		else _min.push( x<_min.top()? x:_min.top());		
	}
	void pop()
	{
		_data.pop();
		_min.pop();
	}
	int top()
	{
		return _data.top();
	}
	int get_min()
	{
		return _min.top();
	}
}

4.栈和队列的混合使用

4.1 合法的出栈序列

LeetCode刷题--栈,队列,堆
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#include<stack>
#include<queue>
bool check_is_valid_order(std::queue<int> &order)
{
	std::stack<int> s;
	int n=order.size();
	for(int i=1; i<=n; ++i)
	{
		s.push(i);
		while(!s.empty() && order.front()==s.top())
		{	
			s.pop();
			order.pop();
		}
	}
	if  s.empty()?return true : return false;
}

4.2 简答的计算器

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利用工业采用的“有限状态自动机”来进行coding,还未完成代码编辑工作

#include<stack>
#include<string>
void compute(stack<int>&number_stack, stack<char>operator_stack)
{
	if(number_stack.size()<2) return;
	int num2 = number_stack.top(); number_stack.pop();
	int num1 = number_stack.top(); number_stack.pop();
	if(operator_stack.top()=='+') number_stack.push(num1+num2);
	else if(operator_stack.top()=='-') number_stack.push(num1-num2);
	operator_stack.pop();
}
int calculate(string s)
{
	static const int STATE_BEGIN = 0;
	static const int STATE_NUMBER = 1;
	static const int STATE_OPERATOR = 2;
	stack<int> number_stack;
	stack<char> operator_stack;
	int number = 0;
	int STATE = STATE_BEGIN;
	int compute_flag = 0;
	for(int i=0; i<s.size(); ++i)
	{
		if(s[i]==' ')  continue;
		switch(STATE)
		case STATE_BEGIN:
			if(s[i]>='0 && s[i]<='9')
				STATE = STATE_NUMBER;
			else
				STATE = STATE_OPERATOR;
			--i;
			break;
		case STATE
	}
}

5. STL优先队列(二叉堆)

STL中最大堆和最小堆的基础知识:
默认为最大堆: priority_queue max_pq;
更改配置为最小堆:priority_queue<double,vector,greater> min_pq;

5.1 利用堆维护数组中最大或最小的前k个数

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#include<queue>
#include<vector>
int findKthLargest(vector<int>& nums, int k)
{
	priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> min_pq;
	for(int i=0; i<nums.size(); ++i)
	{
		if(min_pq.size<k)  min_pq.push(nums[i]);
		else if(min_pq.top()<nums[i])
		{
			min_pq.pop();
			min_pq.push(nums[i]);
		}
	}
	return min_pq.top();
}

5.2 利用堆来获取中位数

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#include<queue>
priority_queue<int> small_pq;
priority_queue<int,vector<int>,greator<int>> big_pq;
void addNum(int num)
{
	if(big_pq.empty()) 
	{
		big_pq.push(num);
		return ;
	}
	if(big_pq.size()==small_pq.size()) //情形1
	{
		num<big_pq.top()? big_pq.push(num):samll_pq.push(num);
	}
	else if(big_pq.size()>samll_pq.size()) //情形2
	{
		if(num>big_pq.top()) samll_pq.push(num);
		else
		{
			samll_pq.push(big_pq.top());
			big_pq.pop();
			big_pq.push(num);
		}
	}
	else if(big_pq.size()<samll_pq.size()) //情形3
	{
		if(num<small_pq.top())  big_pq.push(num);
		else
		{
			big_pq.push(small_pq.top());
			small_pq.pop();
			small_pq.push(num);
		}
	}
}
double findMedian()
{
	if(big_pq.size() == small_pq.size()) 
		return (big_pq.top()+samll_pq.top()) / 2.0;
	else if(big_pq.size<small_pq.size())
		return small_pq.top();
	else return big_pq.top();	
}

6.本模块总结

  1. 对于容器适配器的使用目的是为了优化时间复杂度;
  2. 在coding的过程中,要从中间思维,不要从开始去想;
  3. 还需要刷题和看慕课视频。