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OJ题目【栈和队列】

22 人参与  2024年09月06日 14:04  分类 : 《休闲阅读》  评论

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有效的括号

有效的括号【代码】

用队列实现栈

用队列实现栈【代码】

用栈实现队列

用栈实现队列【代码】

设计循环队列


有效的括号

https://leetcode.cn/problems/valid-parentheses/submissions/551394950/

思路:把左括号放到栈里,取出来栈顶和右括号匹配,匹配上了就出栈,然后在取出栈顶和下一个右括号匹配,一直匹配下去,


创建一个栈用来存放左括号,然后把字符串的首地址s给ps,让ps遍历到\0。


来看看循环里面,

第一步:判断把左括号全部放进栈里。

第二步:判断栈里是不是空,是空就没必要匹配了,没有左括号,直接返回false。

第三步:走到第三步,说明左括号全部放进栈里了,然后取出栈顶给ch,

然后左括号右括号进行匹配,匹配成功就出栈,匹配不成功就销毁,然后返回false。


解决只有一个左括号的情况。

布尔判断栈里是不是空,是空把true给tab,不是空返回false给tab。

销毁空间后,返回tab。


有效的括号【代码】
typedef char data;typedef struct stack{data* arr;int koj;//空间大小int top;//栈顶}SL;//初始化void csh(SL* r){r->arr = NULL;r->koj = r->top = 0;}//入栈void push(SL* r, data x){//判断空间够不够if (r->koj == r->top){int koj1 = r->koj == 0 ? 4 : 2 * r->koj;SL* tab = (SL*)realloc(r->arr, koj1 * sizeof(SL));if (tab == NULL){perror("realloc");exit(1);}r->arr = tab;r->koj = koj1;}r->arr[r->top] = x;r->top++;}bool buer(SL* r){assert(r);return r->top == 0;}//出栈void pop(SL* r){assert(r);assert(!buer(r));--r->top;}//取栈顶data qzd(SL* r){assert(r);assert(!buer(r));return r->arr[r->top-1];}//取有效个数data size(SL* r){assert(r);return r->top;}//销毁void xiaoh(SL* r){assert(r);if (r->arr != NULL){free(r->arr);}r->arr = NULL;r->koj = r->top = 0;}//上面是栈需要的函数//下面是实现代码bool isValid(char* s) {    //创建一个栈   SL add;   //把s给ps   char*ps=s;   //循环让ps往后走   while(*ps!='\0')   {    //判断把左括号放进栈里        if(*ps=='(' || *ps=='[' || *ps=='{')        {            push(&add,*ps);        }        else        {            //判断栈顶是不是空,是空返回false。            if(buer(&add))            {                return false;            }            //取出左括号放进ch来             char ch = qzd(&add);             //判断左括号和右括号匹不匹配            if((*ps==')'&&ch=='(')            ||( *ps==']'&&ch=='[')            || (*ps=='}'&& ch=='{'))            {                //匹配出栈                pop(&add);            }            else            {//不匹配直接销毁返回false                xiaoh(&add);                return false;            }        }        ps++;   }   //布尔判断栈里是不是为空,是空把true赋值给tab。   char tab = buer(&add) == true;   xiaoh(&add);   return tab;}

用队列实现栈

https://leetcode.cn/problems/implement-stack-using-queues/description/

实现前先导入队列的函数

思路:创建2个队列

入栈不为空的队列Q1。

出栈的话把Q1的size-1的数据1和2插入Q2的队列,我们就可以把3出栈了。

https://leetcode.cn/problems/implement-stack-using-queues/


第一步:先创建2个队列来实现栈。

第二步:创建ps指向栈,然后初始化这2个队列。


入栈,为不为空的队列,入数据到队列。

if用布尔判断Q1队列是不是空,是空往Q2队列入数据,调用入队列函数。


第一步:把Q1给空队列,把Q2给不为空的队列。

第二步:判断Q1如果不为空,2个交换,把Q1给buko,把Q2给ko。

第三步:循环把有效个数-1的数据,给到为空的队列。

取出队头数据给tab,然后入队到空队列,再把不为空的队列出队。

第四步:把队列的最后一个数据,保存到pop,然后出队列,返回pop。


布尔判断,找不为空的队列,取出队尾数据,返回队尾。


布尔判断2个队列是不是空,2个都为真返回true,有1个或2个为假,返回false。


销毁直接调用销毁队列的函数就行了,然后把obj销毁,把obj置为NULL。


用队列实现栈【代码】
typedef int data;typedef struct queuedata//单链表{data arr;//存放的数据struct queuedata* p;//指向下一个节点}queuedata;typedef struct Queue{queuedata* to; //队头——单链表的 头节点queuedata* wei;//队尾——单链表的 尾节点int size; //有效个数}Queue;//初始化void csh(Queue* r){assert(r);r->to = r->wei = NULL;r->size = 0;}//入队尾void dui_wei(Queue* r,data x){assert(r);//申请单链表空间queuedata* tab = (queuedata*)malloc(sizeof(queuedata));if (tab == NULL){perror("malloc");exit(1);}//把x赋值给新申请空间的arrtab->arr = x;tab->p = NULL;//入队//判断队尾是不是空if (r->wei == NULL){//是空,队头队尾指向新申请的空间r->to = r->wei = tab;}else//不是空{//队尾p指向新申请的空间r->wei->p = tab;//队尾走到新申请的空间r->wei = r->wei->p;}//有效个数加1r->size++;}//布尔类型bool buer(Queue* r){assert(r);return r->to == NULL;}//出队,头void dui_to(Queue* r){assert(r);//布尔类型,!把真变假,把假变真assert(!buer(r));//判断队头等于队尾,就说明只有一个节点if (r->to == r->wei){//直接释放空间free(r->to);//把队头和队尾置为空r->to = r->wei = NULL;}else{//把队头的下一个节点给tabqueuedata* tab = r->to->p;//释放当前队头节点free(r->to);//把tab节点给队头r->to = tab;}//有效个数减1--r->size;}//取队头数据data qto(Queue* r){assert(r);assert(!buer(r));return r->to->arr;}//取尾data qwei(Queue* r){assert(r);assert(!buer(r));return r->wei->arr;}//有效个数data size(Queue* r){assert(r);return r->size;}//销毁void xiaoh(Queue* r){assert(r);//assert(!buer(r));//把队头给tabqueuedata* tab = r->to;//循环销毁单链表while (tab != NULL){//add保存头节点的下一个节点queuedata* add = tab->p;//释放头节点free(tab);//把add给tabtab = add;}//把队头和队尾置为空r->to = r->wei = NULL;//有效个数赋值为0r->size = 0;}//上面是队列的函数///下面是实现代码typedef struct {    //创建2个队列来实现栈    Queue Q1;    Queue Q2;} MyStack;//栈初始化MyStack* myStackCreate() {    //创建ps指向栈    MyStack*ps=(MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));    //初始化这2个队列    csh(&ps->Q1);    csh(&ps->Q2);    return ps;}//入栈void myStackPush(MyStack* obj, int x) {    //往不为空的队列插入数据    if(!buer(&obj->Q1))    {        dui_wei(&obj->Q1, x);    }    else    {        dui_wei(&obj->Q2, x);    }}//出栈int myStackPop(MyStack* obj) {    //空    Queue* ko = &obj->Q1;    //不为空    Queue* buko = &obj->Q2;    //找不为空的队列    if(!buer(&obj->Q1))    {        buko = &obj -> Q1;        ko   = &obj -> Q2;    }    //把有数据的队列中size-1个数据导入到空队列中    while(size(buko) > 1)    {        //取队头给tab        int tab = qto(buko);        //把tab的数据给 ko空队列        dui_wei(ko , tab);        //出队,头        dui_to(buko);    }    //不为空的队列还剩下一个数据,给pop    int pop = qto(buko);    //最后一个数据出栈    dui_to(buko);    //返回pop    return pop;}//取栈顶元素int myStackTop(MyStack* obj) {    //找不为空的队列,取出队尾数据    if(!buer(&obj->Q1))    {        return qwei(&obj->Q1);    }    else    {        return qwei(&obj->Q2);    }}bool myStackEmpty(MyStack* obj) {    //用布尔判断2个队列是不是空    return buer(&obj->Q1) && buer(&obj->Q2);}//销毁void myStackFree(MyStack* obj) {    //直接调用销毁队列的函数就行了    xiaoh(&obj->Q1);    xiaoh(&obj->Q2);    //把我们申请的ps销毁,obj就是ps,返回了ps然后obj接收。    free(obj);    //置为空    obj=NULL;}/** * Your MyStack struct will be instantiated and called as such: * MyStack* obj = myStackCreate(); * myStackPush(obj, x);  * int param_2 = myStackPop(obj);  * int param_3 = myStackTop(obj);  * bool param_4 = myStackEmpty(obj);  * myStackFree(obj);*/

用栈实现队列

https://leetcode.cn/problems/implement-queue-using-stacks/description/

实现前先导入栈的函数


思路:用2个栈Q1,Q2,

入队列:往Q1导入数值,

出队列(头):判断Q2是不是空,是就循环取出Q1栈顶,导入到Q2,Q2再出栈,出的就是队头了,对了还要先保存队头,再返回队头的数据。

取队头数据:判断Q2是不是空,不是空就说明数据已经导入到Q2了,直接取栈顶。

myQueueEmpty:判断队列是不是空。

销毁:调用销毁函数,销毁2个栈,再把申请的obj空间释放,然后置为空。


第一步:创建2个栈。

第二步:创建ps空间指向Q1和Q2,

然后初始化这2个栈,返回ps。


直接调用,入栈函数,为Q1导入数据就行了。


判断Q2栈是不是空,是空的话循环把Q1的全部数值,导入到Q2,

取出Q2栈顶给tab,Q2出栈,返回tab。


判断Q2栈是不是空,是空的话循环把Q1的全部数值,导入到Q2

返回Q2栈顶的元素就行了。


判断队列是不是空,是空返回false,不是空返回true。


把Q1和Q2的栈销毁,然后销毁obj,把obj置为空。


用栈实现队列【代码】
typedef int data;typedef struct stack{data* arr;//存放数值int koj;  //空间int top;  //栈顶}stack;//初始化void stack_csh(SL* r){assert(r);r->arr = NULL;r->koj = r->top = 0;}//入栈void stack_push(stack* r, data x){assert(r);//空间大小等于栈顶,就说明空间不够if (r->koj == r->top){int koj1 = r->koj == 0 ? 4 : 2 * r->koj;stack* tab = (stack*)realloc(r->arr, sizeof(stack));if (tab == NULL){perror("realloc");exit(1);}//把新申请的空间给rr->arr = tab;r->koj = koj1;}//空间够直接入栈r->arr[r->top] = x;r->top++;}//布尔类型bool buer(stack* r){assert(r);return r->top == 0;}//出栈void stack_pop(stack* r){assert(r);//布尔类型assert(!buer(r));r->top--;}//取出栈顶data stack_top(stack* r){assert(r);assert(!buer(r));return r->arr[r->top - 1];}//有效个数data stack_size(stack* r){assert(r);return r->top;}//销毁void xiaoh(stack* r){assert(r);if (r->arr != NULL){free(r->arr);}r->arr = NULL;r->koj = r->top = 0;}//上面是栈的函数///下面是实现代码typedef struct {    //创建2个栈    stack Q1;    stack Q2;} MyQueue;//初始化MyQueue* myQueueCreate() {    //创建指针指向Q1和Q2    MyQueue* ps = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));    //初始化2个栈    stack_csh(&ps->Q1);    stack_csh(&ps->Q2);    //返回ps    return ps;}//入栈(入队列)void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {    //调用入栈函数,为Q1入栈    stack_push(&obj->Q1 , x);}//出栈(出队列,头)int myQueuePop(MyQueue* obj) {    //判断Q2是不是空,不是空说明Q2栈里有数据    if( buer(&obj->Q2) )    {        //是空,循环取出Q1的数值,导入Q2栈里        while(!buer(&obj->Q1))        {            //入栈到Q2                   取出Q1栈顶            stack_push(&obj->Q2,stack_top(&obj->Q1));            //Q1出栈            stack_pop(&obj->Q1);        }    }    //取出Q2的栈顶给tab(取队头)    int tab = stack_top(&obj->Q2);    //Q2出栈    stack_pop(&obj->Q2);    return tab; }//取栈顶(队头)int myQueuePeek(MyQueue* obj) {    //判断Q2是不是空,不是空说明Q2栈里有数据    if( buer(&obj->Q2) )    {        //是空,循环取出Q1的数值,导入Q2栈里        while(!buer(&obj->Q1))        {            //入栈到Q2                   取出Q1栈顶            stack_push(&obj->Q2,stack_top(&obj->Q1));            //Q1出栈            stack_pop(&obj->Q1);        }    }    //返回Q2的栈顶(返回队头)    return stack_top(&obj->Q2);}bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {    //判断这2个栈是不是都为空(判断队列是不是空)    return buer(&obj->Q1) && buer(&obj->Q2);}void myQueueFree(MyQueue* obj) {    //销毁    xiaoh(&obj->Q1);    xiaoh(&obj->Q2);    //也把obj销毁    free(obj);    obj=NULL;}/** * Your MyQueue struct will be instantiated and called as such: * MyQueue* obj = myQueueCreate(); * myQueuePush(obj, x);  * int param_2 = myQueuePop(obj);  * int param_3 = myQueuePeek(obj);  * bool param_4 = myQueueEmpty(obj);  * myQueueFree(obj);*/

设计循环队列

https://leetcode.cn/problems/design-circular-queue/description/

这个队列底层使用数组,比较好实现。


结构体的参数,数组,头,尾,空间大小。


申请ps的一个结构体,

给arr申请一个数值的空间,我们申请的数值空间必须多一块空间,方便5%5等于0。

初始化:把头尾初始化为0,空间大小初始化为k,k就是4。


第一步:先判断队列是不是满了,满了直接返回false,没有满插入数据。

第二步:为arr数组wei下标位置插入数据,然后++,参考【1%5=1, 2%5=2 ,3%5=3, 4%5=4, 5%5=0】。

当wei走到下标为5,5%5=0,所以就会回到0,返回true。


第一步:判断队列是不是空,是空直接返回false。

第二步:头直接++就好了,1%5=1, 2%5=2 ,3%5=3, 4%5=4, 5%5=0

当to走到下标为5,5%5=0,所以就会回到0,返回true。


先判断是不是空,不是空返回头,是空返回-1。


第一步:判断队列是不是空。

第二步:把wei-1的数据赋值tab,为什么是wei-1呢?

上面这一张图,我们可以看到插入数据后就++了,所以我们取队尾,wei-1。

第三步:判断尾下标是不是0,这里是一种特殊情况0-1=-1,-1没有下标,

我们直接把空间大小给tab就是下标为4这个元素了。

返回arr下标为tab的数值。



设计循环队列代码
typedef struct {    int *arr;    int to;//头    int wei;//尾    int kojdax;//空间大小} MyCircularQueue;//初始化MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {    //申请空间    MyCircularQueue* ps = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));    //                               4 * 5 = 20,就是5个空间    ps->arr = (int*)malloc(sizeof(int) * (k + 1));    //初始化    ps->to = ps->wei = 0;    ps->kojdax = k;    return ps;}bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {    //判断队列是不是满了,等于头就说明满了    return (obj->wei+1) % (obj->kojdax+1) == obj->to;}//入队列bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {    //队列满了不能插入数据    if(myCircularQueueIsFull(obj))    {        return false;    }    //在wei位置插入数据,然后++    obj->arr[obj->wei++] = value;    //5 % 5 = 0,rear走到5下标的时候回到下标为0的位置。    obj->wei %= obj->kojdax + 1;    return true;}bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {    //等于就说明队列是空    return obj->to == obj->wei;}//出队列bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {    //队列为空    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))    {        return false;    }    //队列不为空    //头往后走就行    obj->to++;    //会越界所以:5 % 5 = 0,to走到5下标的时候回到下标为0的位置。    obj->to %= obj->kojdax + 1;    return true;}//取队头int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {    //判断队列是不是空    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))    {        return -1;    }    //返回头    return obj->arr[obj->to];}//取队尾int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {    //判断队列是不是空    if(myCircularQueueIsEmpty(obj))    {        return -1;    }    //把wei-1的数据给tab    int tab = obj->wei - 1;    //尾等于下标0    if(obj->wei == 0)    {        //把有效个数4给tab        tab = obj -> kojdax;    }    //返回tab    return obj->arr[tab];}//销毁void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {    free(obj->arr);    free(obj);    obj=NULL;}


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