好题分享（2023.11.12——2023.11.18）

目录

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前情回顾：

 前言：

题目一：《有效括号》

思路：

总结：

题目二：《用队列实现栈》

思路：

总结：

题目三：《用栈实现队列》 

思路：

总结 ：

总结：

 

 

前情回顾：

我们在上一篇好题分析中，分析了以下几题：

《反转链表》《相交链表》《环形链表（一）》《环形链表（二）》《随机链表的复制》《合并两个有序链表》

《链表中倒数第K个节点》《链表分割》《链表的回文结构》

上一篇的好题分析的blog:

好题分享（2023.11.5——2023.11.11）-CSDN博客

 前言：

本次《好题分享》当中，我们主要熟悉我们刚刚所学的《栈和队列》这一部分内容。

通过三道Leecode题目使我们对于《栈和队列》能有一个更好的认识。

以下是我们需要解决的三道题目：

《有效括号》《用队列实现栈》《用栈实现队列》

 这三道题的代码量都会非常的长，那是由于我们现在处于初学阶段，没有办法使用一些高效的方法来解决这些题目，但是不用怕，因为我们不仅仅实现过《栈》也实现过《队列》。

对于《栈和队列》的讲解可以去访问我的上一篇blog

《栈和队列》的模拟实现(顺序栈) (链队列)-CSDN博客

里面有需要实现本次题目的代码，打开我的Gitee即可获取。

在做题目之前我们首先需要将我们实现好的《栈》或者《队列》的代码粘贴到题目最前面的位置。

那么现在我们就来动手实践以及讲解 


题目一：《有效括号》

力扣（LeetCode）官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台

 

typedef char STDataType;typedef struct Stack
{STDataType* a;int top;int capacity;
}ST;void STInit(ST* pst)
{pst->a = NULL;pst->capacity = 0;pst->top = -1;
}void STDestory(ST* pst)
{assert(pst);free(pst);pst = NULL;
}void STPush(ST* pst, STDataType x)
{assert(pst);if (pst->capacity == pst->top || pst->top == -1){int newCapacity = (pst->capacity == 0) ? 4 : 2 * (pst->capacity);STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->a, sizeof(ST)*newCapacity);if (tmp == NULL){perror("STPush -> realloc");exit(-1);}pst->a = tmp;pst->capacity = newCapacity;}pst->top++;pst->a[pst->top] = x;
}void STPop(ST* pst)
{assert(pst);pst->top--;
}STDataType STTop(ST* pst)
{assert(pst);return pst->a[pst->top];
}bool STEmpty(ST* pst)
{assert(pst);if (pst->top == -1){return true;}return false;
}int STSize(ST* pst)
{assert(pst);return (pst->top) + 1;
}void STPrint(ST* pst)
{assert(pst);while (pst->top != -1){printf("%d\n", STTop(pst));STPop(pst);}
}bool isValid(char* s) {ST st;STInit(&st);while(*s){if(*s == '[' || *s == '(' || *s == '{'){STPush(&st,*s);}else{if(STEmpty(&st)){return false;}else{char top = STTop(&st);STPop(&st);if((top == '(' && *s != ')')||(top == '{' && *s != '}')|| (top == '[' && *s != ']')){return false;}}}s++;}if(!STEmpty(&st)){return false;}return true;}

思路：

 

本题的思路就是利用《栈》的性质——先进后出

因为是匹配括号，我们不妨假设其本质就是一个《栈》。

我们先去遍历字符串，如果访问到左括号，例如

"{"                   "("                "["

就直接入栈。

而如果访问到右括号，我们就与栈顶的括号匹配，如果左右括号匹配成功就删除栈顶的括号，字符串继续遍历，直到遍历完成。

如图：

 

 

 栈顶的括号与s指向的括号相匹配

 

此时相匹配，则删除栈顶元素：

 

如此继续遍历。

 

此时s指向'\0'代表遍历结束，而如果《栈》为空，就代表着字符串为有效括号，就可以return true

总结：

1.创建《栈》

2.遍历字符串，左括号入《栈》

3.遍历到右括号，则于《栈》顶的左括号相匹配

4.当字符串遍历完后，《栈》为空则return true;

但是这里存在一个细节，需要去注意

例如，如果我们在遍历字符串时遍历到有括号时，可是《栈》中没有栈顶元素与之匹配，则直接返回false。

 

题目二：《用队列实现栈》

力扣（LeetCode）官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台

 

typedef int QDataType;typedef struct QueueNode
{QDataType val;struct QueueNode* next;
}QNode;typedef struct Queue
{QNode* phead;QNode* ptail;int sz;
}Queue;void QueueInit(Queue* pq)
{pq->sz = 0;pq->phead = pq->ptail = NULL;
}void QueueDestroy(Queue* pq)
{assert(pq);assert(pq->phead);QNode* cur = pq->phead->next;while (cur){free(pq->phead);pq->phead = cur;cur = cur->next;}free(pq->phead);pq->phead = pq->ptail = cur = NULL;}void QueuePop(Queue* pq)
{assert(pq);if (pq->phead == pq->ptail){free(pq->phead);pq->phead = pq->ptail = NULL;}else{QNode* tmp = pq->phead->next;free(pq->phead);pq->phead = tmp;}pq->sz--;
}void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{assert(pq);QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));if (newnode == NULL){perror("QueuePush -> malloc");exit(-1);}newnode->val = x;newnode->next = NULL;if (pq->ptail == NULL){pq->phead = pq->ptail = newnode;}else{pq->ptail->next = newnode;pq->ptail = newnode;}pq->sz++;
}QDataType QueueFront(Queue* pq)
{assert(pq);return pq->phead->val;
}QDataType QueueBack(Queue* pq)
{assert(pq);return pq->ptail->val;
}bool QueueEmpty(Queue* pq)
{assert(pq);if (pq->phead == NULL){return true;}return false;
}int QueueSize(Queue* pq)
{return pq->sz;
}void QueuePrint(Queue* pq)
{assert(pq);QNode* cur = pq->phead;while (cur){printf("%d->", cur->val);cur = cur->next;}printf("NULL\n");
}typedef struct {Queue q1;Queue q2;
} MyStack;MyStack* myStackCreate() {MyStack* pst = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));QueueInit(&pst->q1);QueueInit(&pst->q2);return pst;
}void myStackPush(MyStack* obj, int x) {if (QueueEmpty(&obj->q1) && QueueEmpty(&obj->q2)){QueuePush(&obj->q1, x);}else{if (!QueueEmpty(&obj->q1)){QueuePush(&obj->q1, x);}else{QueuePush(&obj->q2, x);}}
}int myStackPop(MyStack* obj) {if (QueueEmpty(&obj->q1) && QueueEmpty(&obj->q2)){return 0;}else{if (!QueueEmpty(&obj->q1)){int n = QueueSize(&obj->q1) - 1;while (n){int top = QueueFront(&obj->q1);QueuePush(&obj->q2, top);QueuePop(&obj->q1);n--;}int top = QueueFront(&obj->q1);QueuePop(&obj->q1);return top;}else{int n = QueueSize(&obj->q2) - 1;while (n){int top = QueueFront(&obj->q2);QueuePush(&obj->q1, top);QueuePop(&obj->q2);n--;}int top = QueueFront(&obj->q2);QueuePop(&obj->q2);return top;}}
}int myStackTop(MyStack* obj) {if (QueueEmpty(&obj->q1) && QueueEmpty(&obj->q2)){return 0;}else{if (!QueueEmpty(&obj->q1)){return QueueBack(&obj->q1);}else{return QueueBack(&obj->q2);}}
}bool myStackEmpty(MyStack* obj) {if (!QueueEmpty(&obj->q1) || !QueueEmpty(&obj->q2)){return false;}return true;}void myStackFree(MyStack* obj) {if (!QueueEmpty(&obj->q1) && !QueueEmpty(&obj->q2)){if (!QueueEmpty(&obj->q1)){QueueDestroy(&obj->q1);}else{QueueDestroy(&obj->q2);}}
}/*** 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);
*/

该题目的代码量会非常长，刚开始做题时是会产生恐惧，但是不用害怕，因只要我们了解了其中代码的秘密，我们就能迎刃而解了。

思路：

 由题意，就是让我们创建两个栈，然后通过两个栈之间的操作，完成一个队列的基本实现。

我们想要插入12345，那么对于栈来说

1就是《栈》底元素，5就是《栈》顶元素。

出栈也只能出5

但是对于队列而言呢？

队头是1，队尾是5

出队列也只能出1.

所以对于“出栈”就可以利用两个队列：

先让12345插入到队列1,即q1

再让q1中的各个元素一个个的进到队列q2中

 

 

如此不断循环

直到q1只剩一个元素，那个元素就是对应的“栈顶”。

我们将这个元素删除即可：

 

 

 最后则返回top：

以上就是“出栈”的函数实现，那么对于入栈来说，就是哪个队列不为空就插入到哪个队列中。

具体的代码还是好实现的。后续的函数我也不做过多的赘述。

总结：

对于这道题我们讲解关于“出栈”函数的实现就可以解决大部分问题。

但是这道题的自定义数据类型可能会有人绕不清楚，接下来我画一张图大家就可以理解了：

 

我们在上一篇blog也讲过，创建一个结构体用来保存头指针和尾指针对象，可以大大提高传输效率，也可以使人理解透彻！

 

题目三：《用栈实现队列》 

力扣（LeetCode）官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台

typedef int STDataType;typedef struct Stack
{STDataType* a;int top;int capacity;
}ST;void STInit(ST* pst)
{assert(pst);pst->a = NULL;pst->capacity = 0;pst->top = -1;
}void STDestory(ST* pst)
{assert(pst);free(pst->a);pst->a = NULL;pst->top = -1;pst->capacity = 0;
}void STPush(ST* pst, STDataType x)
{assert(pst);int newcapacity = (pst->capacity == 0) ? 4 : 2 * (pst->capacity);STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->a, sizeof(STDataType) * newcapacity);if (tmp == NULL){perror("STPush -> realloc");exit(-1);}pst->a = tmp;pst->capacity = newcapacity;pst->top++;pst->a[pst->top] = x;}void STPop(ST* pst)
{assert(pst);if (pst->top != -1){pst->top--;}
}STDataType STTop(ST* pst)
{assert(pst);if (pst->top != -1){return pst->a[pst->top];}return -1;
}bool STEmpty(ST* pst)
{assert(pst);if (pst->top == -1){return true;}return false;
}int STSize(ST* pst)
{assert(pst);return pst->top + 1;
}void STPrint(ST* pst)
{assert(pst);for (int i = 0; i <= pst->top; i++){printf("%d  ", pst->a[i]);}
}typedef struct {ST SPush;ST SPop;
} MyQueue;MyQueue* myQueueCreate() {MyQueue* obj = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));STInit(&obj->SPush);STInit(&obj->SPop);return obj;
}void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {STPush(&obj->SPush,x);
}int myQueuePop(MyQueue* obj) {int front = myQueuePeek(obj);STPop(&obj->SPop);return front;
}int myQueuePeek(MyQueue* obj) {if(STEmpty(&obj->SPop)){while(!STEmpty(&obj->SPush)){STPush(&obj->SPop,STTop(&obj->SPush));STPop(&obj->SPush);}}return STTop(&obj->SPop);
}bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {if(STEmpty(&obj->SPush) && STEmpty(&obj->SPop)){return true;}return false;
}void myQueueFree(MyQueue* obj) {STDestory(&obj->SPop);STDestory(&obj->SPush);free(obj);
}/*** 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);
*/

本题的代码与上题一样，先将实现栈的函数粘贴到该题目中。

思路：

 我们还是先来讲讲“出队列”这个思路。

“出队列”秉持一个原则，就是先进先出

而出缺是后进先出，所以我们不得不继续用到两个栈。

但是这里我们不同于上一道题，我们必须定义两个栈

即一个栈只能入数据，一个栈是用来出数据的。

 比如我还是将12345入栈。

如果是队列的话，只能实现先进先出，即将1删除。

所以我们可以借鉴上题那样，先将SPush里面的所以元素移到SPop中 ：

这样一来，我们只需要删除SPop的栈顶元素即可。

如果我们想要继续输入数据，也不需要将SPop里面的数据再倒入SPush中，只需要再SPush里面继续添加新数据。

反正，只要SPop这个栈里有数据，就先删除栈顶的，而对于添加数据，只需要向SPush里面添加即可。

 

当删完SPop后如果还想删数据，则继续将SPush里面的数据倒入SPop即可。

 

总结 ：

当然还是会有人对数据类型不是很理解，我还是画个图给大家观看：

 

 

总结：

 本文主要以巩固《栈和队列》为主，从此以后的好题分析，我们主要给大家讲解最关键思路，以及部分重难点函数的实现。

同学们下来可以自己动手尝试编写编写。

记住

“坐而言不如起而行！”

Aciton speak louder than words!

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