文章目录
- 前言
- 第一章：栈的基础知识回顾
- 1.1 栈的结构与实现
- 1.2 栈的应用
- 第二章：删除字符串中的所有相邻重复项
- 2.1 题目链接：https://leetcode.cn/problems/remove-all-adjacent-duplicates-in-string/description/
- 2.2 题目分析：
- 2.3 思路讲解：
- 2.4 代码实现：
- 小结：栈的文学隐喻
前言
在计算的世界中，栈（Stack）是一种古老而又充满诗意的数据结构。它简洁、优雅，却也蕴藏着强大的力量。像一座孤独的山峰，它承载着来者的重量，却又让旅人只能按顺序前行，无法随意翻越。
栈的本质在于它的“后进先出”（LIFO, Last In First Out）原则。正如生活中许多事物，最新的往往是最先面对的，而那些久远的记忆则埋藏在更深的地方，需要层层剥开才能触及。栈便是如此，最新压入的元素总是最先被取出，而最早的那些则沉寂在底部，等待轮回的时机。
第一章：栈的基础知识回顾
1.1 栈的结构与实现
一个栈可以用数组或链表来实现，其操作如同一场无声的舞蹈。
以下是一个基于 C++ 的栈实现：
#include <iostream>
#include <vector>
#include <stdexcept>
class Stack {
private:
std::vector<int> stack;
public:
void push(int item) {
stack.push_back(item);
}
int pop() {
if (stack.empty()) {
throw std::out_of_range("pop from empty stack");
}
int top = stack.back();
stack.pop_back();
return top;
}
int peek() const {
if (stack.empty()) {
throw std::out_of_range("peek from empty stack");
}
return stack.back();
}
bool isEmpty() const {
return stack.empty();
}
};
int main() {
Stack stack;
stack.push(10);
stack.push(20);
stack.push(30);
std::cout << "栈顶元素: " << stack.peek() << std::endl;
std::cout << "弹出元素: " << stack.pop() << std::endl;
std::cout << "栈是否为空: " << (stack.isEmpty() ? "是" : "否") << std::endl;
return 0;
}
以下是基于 C 语言的栈实现：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#define MAX_SIZE 100
typedef struct {
int data[MAX_SIZE];
int top;
} Stack;
void init(Stack *stack) {
stack->top = -1;
}
bool is_empty(Stack *stack) {
return stack->top == -1;
}
bool is_full(Stack *stack) {
return stack->top == MAX_SIZE - 1;
}
void push(Stack *stack, int item) {
if (is_full(stack)) {
printf("栈已满，无法压栈\n");
return;
}
stack->data[++stack->top] = item;
}
int pop(Stack *stack) {
if (is_empty(stack)) {
printf("栈为空，无法弹栈\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
return stack->data[stack->top--];
}
int peek(Stack *stack) {
if (is_empty(stack)) {
printf("栈为空，无法查看栈顶\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
return stack->data[stack->top];
}
int main() {
Stack stack;
init(&stack);
push(&stack, 10);
push(&stack, 20);
push(&stack, 30);
printf("栈顶元素: %d\n", peek(&stack));
printf("弹出元素: %d\n", pop(&stack));
printf("栈是否为空: %s\n", is_empty(&stack) ? "是" : "否");
return 0;
}
1.2 栈的应用
栈虽简单，却在计算机科学的广袤领域中扮演着不可或缺的角色。它如同一个忠诚的卫士，默默守护着程序的秩序。
1. 函数调用
当程序执行函数时，每一次调用都会将当前的上下文存入栈中，犹如一位旅人记录下旅途的足迹，以便归来时能够继续前行。当函数结束，记录被弹出，程序回到最初的位置。这是递归的灵魂所在，也是程序能够顺利运行的关键。
2. 表达式求值
在数学的殿堂中，栈是解析表达式的隐秘助手。无论是中缀表达式到后缀表达式的转换，还是后缀表达式的计算，栈总是穿针引线，确保每一步都井然有序。
3. 括号匹配
在编程语言的语法规则中，括号的配对如同舞蹈中的步伐，必须精准无误。栈便是这场舞蹈的裁判，记录着每一次开场与闭合，确保它们相遇时不失优雅。
以下是 C++ 实现的括号匹配示例：
#include <iostream>
#include <stack>
#include <string>
bool isValidParentheses(const std::string &s) {
std::stack<char> stack;
for (char c : s) {
if (c == '(' || c == '{' || c == '[') {
stack.push(c);
} else {
if (stack.empty()) return false;
char top = stack.top();
stack.pop();
if ((c == ')' && top != '(') ||
(c == '}' && top != '{') ||
(c == ']' && top != '[')) {
return false;
}
}
}
return stack.empty();
}
int main() {
std::string expression = "{[()]}";
std::cout << "括号匹配结果: " << (isValidParentheses(expression) ? "匹配" : "不匹配") << std::endl;
return 0;
}
下面我们将结合具体题目加以分析：
第二章：删除字符串中的所有相邻重复项
2.1 题目链接：https://leetcode.cn/problems/remove-all-adjacent-duplicates-in-string/description/
2.2 题目分析：
-
给出由小写字母组成的字符串 s，删除两个相邻且相同的字母，并删除它们。
-
在 s 上反复执行重复项删除操作，直到无法继续删除。
-
在完成所有重复项删除操作后返回最终的字符串。答案保证唯一。
2.3 思路讲解：
- 本题极像我们玩过的「开⼼消消乐」游戏，仔细观察消除过程，可以发现本题与我们之前做过的「括
号匹配」问题是类似的。当前元素是否被消除，需要知道上⼀个元素的信息，因此可以⽤「栈」来保
存信息。 - 但是，如果使⽤ stack 来保存的话，最后还需要把结果从栈中取出来。不如直接⽤「数组模拟⼀个
栈」结构：在数组的尾部「尾插尾删」，实现栈的「进栈」和「出栈」。那么最后数组存留的内容，
就是最后的结果。
2.4 代码实现：
class Solution {
public:
string removeDuplicates(string s) {
string ret;
for(auto ch:s)
{
if(ret.size()&&ret.back()==ch)
{
ret.pop_back();
}//删除操作
else
{
ret+=ch;
}
}
return ret;
}
};
小结：栈的文学隐喻
如果把栈看作人生的隐喻，它提醒我们：最新的挑战总是最先面对，而那些曾经的经历，虽被压在时间的深处，却从未被遗忘。当我们解决了眼前的问题，回首往事时，才会发现每一步都意义深远。
栈也象征着一种简约之美。它拒绝过多的选择，只专注于当前的顶端。这种专注如同禅意，告诫我们放下多余的执念，专注于眼前的事物。
本篇关于栈算法的介绍就暂告段落啦，希望能对大家的学习产生帮助，欢迎各位佬前来支持斧正！！！
