【LeetCode】栈和队列OJ题---C语言版

news2024/10/7 18:37:54

栈和队列OJ题

1.括号匹配问题
- （1）题目描述：
- （2）思路表述：
- （3）代码实现：
2.用队列实现栈
- （1）题目描述：
- （2）思路表述：
- （3）代码实现：
3.用栈实现队列
- （1）题目描述：
- （2）思路表述：
- （3）代码实现：

1.括号匹配问题

（1）题目描述：

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（2）思路表述：

解题思路：
 该题比较简单，是对栈特性很好的应用，具体操作如下：
 循环遍历String中的字符，逐个取到每个括号，如果该括号是：
    1. 左括号，直接入栈
    2. 右括号，与栈顶的左括号进行匹配，如果不匹配直接返回false
       否则继续循环
 循环结束后，如果栈空则匹配，否则左括号比右括号多肯定不匹配

（3）代码实现：

bool isValid(char * s){
    // oj题目给的提示：1 <= s.length <= 104  说明s中一定是有字符串的  不考虑空串或者s为空的情况
    int size = strlen(s);
    Stack st;
    StackInit(&st);
    bool isMatch = true;
    for(int i = 0; i < size; ++i)
    {
        // 如果是左括号则入栈
        if(('(' == s[i]) || ('[' == s[i]) || ('{' == s[i]))
        {
            StackPush(&st, s[i]);
        }
        else
        {
            // 拿到的是右括号
            // 此时: 需要从栈顶获取左括号来检测是否匹配
            // 注意：一定要保证栈中有元素才可以获取栈顶元素
            if(StackEmpty(&st))
            {
                //StackDestroy(&st);
                //return false;
                isMatch = false;
                break;
            }


            char top = StackTop(&st);
            if((top == '(' && s[i] == ')') ||
               (top == '[' && s[i] == ']') ||
               (top == '{' && s[i] == '}'))
            {
                StackPop(&st);
            }
            else
            {
                // 没有匹配
                // StackDestroy(&st);
                // return false;
                isMatch = false;
                break;
            }
        }
    }


    // 如果完全匹配，则循环结束时，栈一定是空的
    // 否则说明：左括号比右括号多
    if(!StackEmpty(&st))
    {
        //StackDestroy(&st);
        //return false;
        isMatch = false;
    }


    StackDestroy(&st);
    return isMatch;
}

2.用队列实现栈

（1）题目描述：

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（2）思路表述：

解题思路：
此题可以用两个队列去实现一个栈，每次始终保持一个队列为空，
入栈操作相当于给非空队列进行入队操作
出栈操作相当于非空队列的队尾元素出队，此时需要把非空队列除最后一个元素之外的其余元素入队到空队列，然后出队最后一个队尾元素

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（3）代码实现：

typedef struct {
    Queue q1;
    Queue q2;
    
} MyStack;

/** Initialize your data structure here. */
MyStack* myStackCreate(int maxSize) {
    MyStack* pst = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
    QueueInit(&pst->q1);
    QueueInit(&pst->q2);
        
    return pst;
}

/** Push element x onto stack. */
void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
    //给非空队列进行入队操作
    if(QueueEmpty(&obj->q1) != 0)
    {
        QueuePush(&obj->q1, x);
    }
    else
    {
        QueuePush(&obj->q2, x);
    }
}

/** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
int myStackPop(MyStack* obj) {
    //把非空队列的除最后一个元素之外的剩余元素全部入队空队列
    Queue* pEmpty = &obj->q1, *pNonEmpty = &obj->q2;
    if(QueueEmpty(&obj->q1) != 0)
    {
        pEmpty = &obj->q2;
        pNonEmpty = &obj->q1;
    }
    
    while(QueueSize(pNonEmpty) > 1)
    {
        QueuePush(pEmpty, QueueFront(pNonEmpty));
        QueuePop(pNonEmpty);
    }
    
    int top = QueueFront(pNonEmpty);
    //队尾元素出队
    QueuePop(pNonEmpty);
    
    return top;
}

/** Get the top element. */
int myStackTop(MyStack* obj) {
    //获取非空队列的队尾元素
    Queue* pEmpty = &obj->q1, *pNonEmpty = &obj->q2;
    if(QueueEmpty(&obj->q1) != 0)
    {
        pEmpty = &obj->q2;
        pNonEmpty = &obj->q1;
    }
    
    return QueueBack(pNonEmpty);
}

/** Returns whether the stack is empty. */
bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
    return !(QueueEmpty(&obj->q1) | QueueEmpty(&obj->q2));
}

void myStackFree(MyStack* obj) {
    QueueDestory(&obj->q1);
    QueueDestory(&obj->q2);
    free(obj);
}

3.用栈实现队列

（1）题目描述：

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（2）思路表述：

解题思路：
此题可以用两个栈实现，一个栈进行入队操作，另一个栈进行出队操作出队操作：当出队的栈不为空是，直接进行出栈操作，如果为空，需要把入队的栈元素全部导入到出队的栈，然后再进行出栈操作

1. 在这里插入图片描述
2.

3.

（3）代码实现：

typedef struct {
    //入队栈
    Stack pushST;
    //出队栈
    Stack popST;
} MyQueue;

/** Initialize your data structure here. */
MyQueue* myQueueCreate(int maxSize) {
    MyQueue* pqueue = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
    StackInit(&pqueue->pushST, maxSize);
    StackInit(&pqueue->popST, maxSize);
    return pqueue;
}

/** Push element x to the back of queue. */
void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
    //入队栈进行入栈操作
    StackPush(&obj->pushST, x);
}

/** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
int myQueuePop(MyQueue* obj) {
    //如果出队栈为空，导入入队栈的元素
    if(StackEmpty(&obj->popST) == 0)
    {
        while(StackEmpty(&obj->pushST) != 0)
        {
            StackPush(&obj->popST, StackTop(&obj->pushST));
            StackPop(&obj->pushST);
        }
    }
    
    int front = StackTop(&obj->popST);
    //出队栈进行出队操作
    StackPop(&obj->popST);
    return front;
}

/** Get the front element. */
int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
    //类似于出队操作
    if(StackEmpty(&obj->popST) == 0)
    {
        while(StackEmpty(&obj->pushST) != 0)
        {
            StackPush(&obj->popST, StackTop(&obj->pushST));
            StackPop(&obj->pushST);
        }
    }
    
    return StackTop(&obj->popST);
}

/** Returns whether the queue is empty. */
bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {
    return StackEmpty(&obj->pushST) == 0
        &&  StackEmpty(&obj->popST) == 0;
}

void myQueueFree(MyQueue* obj) {
    StackDestroy(&obj->pushST);
    StackDestroy(&obj->popST);
    
    free(obj);
}