对于数据结构!真的不是一般的难!!太难了!!
之前写过几十道链表,顺序表相关的练习题!感觉也就那样吧!!但是,现如今,接触到堆和队列,二叉树等,发现原来数据结构真的不是一般的难度!!!对自己的能力表示深深的怀疑中……
上面仅仅是部分的吐槽阶段,但是,作为Java领域的新星!必须要努力学!!那么开始,言归正传:进入今日的主题吧!!
150. 逆波兰表达式求值
给你一个字符串数组 tokens ,表示一个根据 逆波兰表示法 表示的算术表达式。
请你计算该表达式。返回一个表示表达式值的整数。
注意:
有效的算符为 '+'、'-'、'*' 和 '/' 。
每个操作数(运算对象)都可以是一个整数或者另一个表达式。
两个整数之间的除法总是 向零截断 。
表达式中不含除零运算。
输入是一个根据逆波兰表示法表示的算术表达式。
答案及所有中间计算结果可以用 32 位 整数表示。
示例 1:
输入:tokens = ["2","1","+","3","*"]
输出:9
解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:((2 + 1) * 3) = 9
示例 2:
输入:tokens = ["4","13","5","/","+"]
输出:6
解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:(4 + (13 / 5)) = 6
示例 3:
输入:tokens = ["10","6","9","3","+","-11","*","/","*","17","+","5","+"]
输出:22
解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:
((10 * (6 / ((9 + 3) * -11))) + 17) + 5
= ((10 * (6 / (12 * -11))) + 17) + 5
= ((10 * (6 / -132)) + 17) + 5
= ((10 * 0) + 17) + 5
= (0 + 17) + 5
= 17 + 5
= 22
提示:
1 <= tokens.length <= 104
tokens[i] 是一个算符("+"、"-"、"*" 或 "/"),或是在范围 [-200, 200] 内的一个整数
逆波兰表达式:
逆波兰表达式是一种后缀表达式,所谓后缀就是指算符写在后面。
平常使用的算式则是一种中缀表达式,如 ( 1 + 2 ) * ( 3 + 4 ) 。
该算式的逆波兰表达式写法为 ( ( 1 2 + ) ( 3 4 + ) * ) 。
逆波兰表达式主要有以下两个优点:
去掉括号后表达式无歧义,上式即便写成 1 2 + 3 4 + * 也可以依据次序计算出正确结果。
适合用栈操作运算:遇到数字则入栈;遇到算符则取出栈顶两个数字进行计算,并将结果压入栈中
对于上述题目题干部分想必大家已经看懂了吧!!对于逆波兰表达式,我们在百度百科中有:
逆波兰表达式又叫做 后缀表达式。逆波兰表示法是波兰 逻辑学家J・卢卡西维兹(J・ Lukasiewicz)于1929年首先提出的一种表达式的表示方法[1] 。后来,人们就把用这种表示法写出的表达式称作“逆波兰表达式”。逆波兰表达式把运算量写在前面,把算符写在后面。 原文链接为: https://baike.baidu.com/item/%E9%80%86%E6%B3%A2%E5%85%B0%E8%A1%A8%E8%BE%BE%E5%BC%8F/9841727感兴趣的各位老铁,可以进去看一下!!
下面请看笔者的代码为:
import java.util.Stack;
public class Solution {
public int evalRPN(String[] tokens){
Stack<Integer> stack =new Stack<>();
for (String x:tokens) {
if (!isOperation(x)){//不是运算符
stack.push(Integer.parseInt(x));
//x是String类型,需要转换为整型
}else {
int num1=stack.pop();
int num2=stack.pop();
switch (x){
case "+":
stack.push(num1+num2);
break;
case "-":
stack.push(num1-num2);
break;
case "*":
stack.push(num1*num2);
break;
case "/":
stack.push(num1/num2);
break;
}
}
}
return stack.pop();
}
//判断是否为运算符!
private boolean isOperation(String x){
if (x.equals("+") || x.equals("-") || x.equals("*") || x.equals("/")){
return true;
}
return false;
}
}
其实对于该代码并不是很难,主要难点还是在于:思路!!逆波兰表达式是什么??想必这个是很多人都没有接触到的知识概念!!
20. 有效的括号
给定一个只包括 '(',')','{','}','[',']' 的字符串 s ,判断字符串是否有效。
有效字符串需满足:
左括号必须用相同类型的右括号闭合。
左括号必须以正确的顺序闭合。
每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。
示例 1:
输入:s = "()"
输出:true
示例 2:
输入:s = "()[]{}"
输出:true
示例 3:
输入:s = "(]"
输出:false
提示:
1 <= s.length <= 104
s 仅由括号 '()[]{}' 组成
经过上述的题目分析,我们可以得出:
输入 |
"( )" |
"( ) [ ]{ }" |
"( ]" |
"( [ ) ]" |
"( [ ] )" |
输出 |
true |
true |
false |
false |
true |
我们可以进行一下分析:
应用栈的方式,把左括号放入栈里,遇到右括号就出栈,进行比较!
左括号多:字符串遍历完成,但是栈不空
右括号多,字符串没完,栈空了!
不匹配
经过上述的分析,我们有着如下的简单代码:
//栈里面放的一定是左括号
public boolean isValid(String s){
Stack<Character> stack=new Stack<>();
for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
char ch=s.charAt(i);//获取单个字符
if (ch=='('||ch=='['||ch=='{'){
stack.push(ch);//是左括号就放入栈中
}else {
//遇到了右括号
if (stack.empty()){ //)()此时栈是空的
return false;
}
char ch2=stack.peek();//偷看——》左括号
if (ch==')'&&ch2=='(' || ch=='}' && ch2=='{'||ch==']'&&ch2=='['){
stack.pop();//先匹配在出栈
}else {
return false;//不匹配
}
}
}
if (!stack.empty()){//遍历完成,判断栈是否为空
return false;
}
return true;
}
经过上述的代码,想必大家能够理解笔者的思路了吧!!
剑指 Offer 31. 栈的压入、弹出序列
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} 是某栈的压栈序列,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。
示例 1:
输入:pushed = [1,2,3,4,5], popped = [4,5,3,2,1]
输出:true
解释:我们可以按以下顺序执行:
push(1), push(2), push(3), push(4), pop() -> 4,
push(5), pop() -> 5, pop() -> 3, pop() -> 2, pop() -> 1
示例 2:
输入:pushed = [1,2,3,4,5], popped = [4,3,5,1,2]
输出:false
解释:1 不能在 2 之前弹出。
提示:
0 <= pushed.length == popped.length <= 1000
0 <= pushed[i], popped[i] < 1000
pushed 是 popped 的排列。
对于这个题目,我们需要知道的是:在入栈的时候,可以出栈!!这种,向来是我们进行考研,或者期末考试的主要解题!!
解题思路:以popped为模板,依次按照pushed的顺序push(压栈),同时,判断栈顶是否与模板popped指向的相同?相同则出栈不同则继续!!
public boolean isPopOrder(int[] pushed , int[] popped){
Stack<Integer> stack=new Stack<>();
int j=0;
for (int i = 0; i < pushed.length; i++) {//遍历数组
stack.push(pushed[i]);//放入栈
while (j<popped.length && !stack.empty() && stack.peek().equals(popped[i])){
stack.pop();//出栈
j++;
}
}
return stack.empty();
}
155. 最小栈
设计一个支持 push ,pop ,top 操作,并能在常数时间内检索到最小元素的栈。
实现 MinStack 类:
MinStack() 初始化堆栈对象。
void push(int val) 将元素val推入堆栈。
void pop() 删除堆栈顶部的元素。
int top() 获取堆栈顶部的元素。
int getMin() 获取堆栈中的最小元素。
示例 1:
输入:
["MinStack","push","push","push","getMin","pop","top","getMin"]
[[],[-2],[0],[-3],[],[],[],[]]
输出:
[null,null,null,null,-3,null,0,-2]
解释:
MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.getMin(); --> 返回 -3.
minStack.pop();
minStack.top(); --> 返回 0.
minStack.getMin(); --> 返回 -2.
提示:
-231 <= val <= 231 - 1
pop、top 和 getMin 操作总是在 非空栈 上调用
push, pop, top, and getMin最多被调用 3 * 104 次
思路:开辟一个栈:minStack最小栈,当普通栈放入元素的时候,判断最小栈是否为空,若最小栈为空,则最小栈与普通栈都放入第一个元素,若最小栈不为空,则在普通栈放入元素的时候,通过将要放入的元素与最小栈已有的元素进行比较,若<=,则放入最小栈中…………
import java.util.Stack;
public class MinStack {
//最小栈
private Stack<Integer> stack;//普通栈
private Stack<Integer> minStack;//最小栈
public MinStack(){//初始化栈对象
stack=new Stack<>();
minStack=new Stack<>();
}
public void push(int val){//压栈
stack.push(val);
if (minStack.empty()){//当最小栈为空时
minStack.push(val);
}else {
if (val<=minStack.peek()){//注意符号
minStack.push(val);
}
}
}
public void pop(){//出栈
if (!stack.empty()){//栈不为空
Integer val=stack.pop();//普通栈的元素出栈
//维护最小栈
if (val.equals(minStack.peek())){
minStack.pop();
}
}
}
public int top(){
if (!stack.empty()){//普通栈
return stack.peek();
}
return -1;
}
public int getMin(){//拿到最小值
return minStack.peek();
}
}
经过上面代码的分析:我们可以看出来:一个栈达不到目的,就用两个栈!!