目录

🚩有效的括号

🌼最小栈

AC  栈

AC  链表

🌼字符串解码

🐻每日温度

🍒柱状图中的最大矩形

解释

AC  单调栈

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🚩有效的括号

20. 有效的括号 - 力扣（LeetCode）

1，数据结构--栈

2，题目 “左括号必须以正确顺序闭合” -- 即，按栈的顺序，每一个新出现的右括号，必须被栈中相邻的左括号抵消掉

3，注意最后的 非空 检测

class Solution {
public:
    bool isValid(string s) {
        if (s.size() % 2)
            return false; // 奇数不匹配

        unordered_map<char, char> m{
            {'}','{'}, {')','('}, {']','['}
        }; // 哈希：初始化构造

        stack<char> st;
        for (auto c : s) {
            // 匹配到右括号
            if (m.count(c)) {
                if (!st.empty() && st.top() == m[c])   
                    st.pop(); // 左右抵消
                else
                    return false;
            }
            else 
                st.push(c);
        }
        if (!st.empty())
            return false;
        return true;
    }
};

🌼最小栈

155. 最小栈 - 力扣（LeetCode）

AC  栈

二元组 pair，用 second 维护最小值（注意声明方式 stack< pair<int, int> >）

push 时，second 取 getMin() 和 val 的较小值

getMin() 取 INT_MAX 或 st.top().second（当前最小值）

class MinStack {
private:
    stack< pair<int, int> > st;
public:
    MinStack() {
        
    }
    
    void push(int val) {
        st.push({val, min(val, getMin())});
    }
    
    void pop() {
        st.pop();
    }
    
    int top() {
        return st.top().first;
    }
    
    int getMin() {
        return st.empty() ? INT_MAX : st.top().second;
    }
};

AC  链表

链表模拟栈

思路类似 栈--二元组，Node 类里维护 val, Min, *next 三个变量

Node 如果是 class，要加 public，要不就用 struct

class Node {
public:
    int val;
    int Min; // 当前链表最小值
    Node* next;
    Node(int x, int y) : val(x), Min(y), next(NULL) {}
    Node(int x, int y, Node* now) : val(x), Min(y), next(now) {} // 初始化构造
};

class MinStack {
private:
    Node* head; // 头指针
public:
    MinStack() {
        head = NULL; // 初始化为空
    }
    
    void push(int val) {
        if (head == NULL)
            head = new Node(val, val);
        else // 更新链表头节点 && 头节点的最小值
            head = new Node(val, min(val, head->Min), head);
    }
    
    void pop() {
        head = head->next;
    }
    
    int top() {
        return head->val;
    }
    
    int getMin() {
        return head->Min;
    }
};

🌼字符串解码

394. 字符串解码 - 力扣（LeetCode）

1，关键：'[' 左边一定是数字

2，思路：比如 abc3[r]，那么 x = "abc"，num = 3，所以字符串 = x + num * 'r'

3，坑：代码第 16 行

else if (c >= '0' && c <= '9')
// 而不是 c >= '1'，会跳过 100 里面的 0

4，括号嵌套的处理（可以用 abc3[w3[e]2[q]] 模拟下 ）（边模拟，边敲代码）

遇到左括号--压栈；遇到右括号--出栈

时间 O(S) ：S 为解码后字符串长度

class Solution {
public:
    string decodeString(string s) {
        stack< pair<string,int> > st;
        string x = ""; // 左括号前的字符串
        int num = 0; // 左括号左边的数字

        for (auto c : s) {
            if (c == '[') { // 遇到左括号，将左括号前的字母和数字压 入栈
                st.push({x, num});
                x = "";
                num = 0;
            }
            else if (c >= 'a' && c <= 'z')
                x += c; // 字符串
            else if (c >= '0' && c <= '9')
                num = num * 10 + (c - '0'); // 数字
            else if (c == ']') { // 右括号，将右括号前的字母和数字 出栈
                string s1 = st.top().first;
                int n1 = st.top().second;
                st.pop();
                while (n1--)
                    s1 += x; // 字符串 + 数字 * 括号内字符串
                x = s1; // 赋值给当前字符串
                num = 0;
            }
        }
        return x; 
    }
};

🐻每日温度

739. 每日温度 - 力扣（LeetCode）

本题思路：单调栈（栈中元素单调递减 或 递增，不符合时用 while {... pop} 掉） 

单调栈 - OI Wiki (oi-wiki.org)

1，栈存的是下标

2，如果遇到当前温度 > 栈顶温度，下标差就是栈顶那一天的天数差 day

3，坑，第 8 行，要用 while，否则会出现栈底积压了大量下标，但是数组已经遍历完的情况 

while (!st.empty() && temperatures[i] > temperatures[st.top()] ) {

O(n)：每个元素入栈出栈 1 次

class Solution {
public:
    vector<int> dailyTemperatures(vector<int>& temperatures) {
        int n = temperatures.size();
        stack<int> st; // 下标
        vector<int> ans(n, 0); // 初始化为 0
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            while (!st.empty() && temperatures[i] > temperatures[st.top()] ) {
                int day = i - st.top(); // 当前下标 - 栈顶下标 = 天数差
                ans[st.top()] = day;
                st.pop();
            }
            st.push(i); // 下标入栈
        }
        return ans;
    }
};

🍒柱状图中的最大矩形

84. 柱状图中最大的矩形 - 力扣（LeetCode）

解释

用单调栈解决👇

单调栈 - OI Wiki (oi-wiki.org)

1，stack 存的是索引，但是比较的是高度（单调递增栈的递增，是针对高度而言）

对应高度可以根据索引得到

2，递增不用理会，直到遇到递减的

需要对宽度分类讨论，如果栈为空，说明前面没有更短的，清空完更长的模板就没了

👇结合图理解 

可以锯掉当前突出这块，也就是 pop() 掉，因为后面用不上了，宽度可以通过 索引 i 和 st.top() 计算得出，高度即当前栈顶木板 heights[st.top()]

注意顺序：先取高度，接着 pop()，最后对宽度分类讨论，然后更新 ans

AC  单调栈

时间 O(n)：每个元素只会出栈 1 次，不会出现每个 for 都需要出栈 n 次的情况，for 和 while 独立

所以时间线性

class Solution {
public:
    int largestRectangleArea(vector<int>& heights) {
        stack<int> st; // stack 存的是索引, 高度可以根据索引得到
        heights.push_back(0); // 最后加个高度 0, 避免最后一直递增
        int n = heights.size();
        int ans = 0; // 最大矩形面积

        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            while (!st.empty() && heights[i] < heights[st.top()]) {
                int h = heights[st.top()];
                st.pop();
                int wid;
                if (st.empty()) // 栈为空, 左边只有 > 当前高度的, 已全部清空
                    wid = i;
                else
                    wid = i - st.top() - 1;
                ans = max(ans, h * wid);
            }
            st.push(i); // 插入索引
        }
        return ans;

    }
};