奔涌的LeetCoder(三):栈(1)
这是阿茄的LeetCode学习之路系列推文“奔涌的LeetCoder”的第三讲的第一节,将介绍数据结构中栈相关问题的解法,本讲总共整理3道题。
20.有效的括号[简单]
说明:
给定一个只包括 '('
,')'
,'{'
,'}'
,'['
,']'
的字符串,判断字符串是否有效。
有效字符串需满足:
- 左括号必须用相同类型的右括号闭合。
- 左括号必须以正确的顺序闭合。
- 注意空字符串可被认为是有效字符串。
示例:
输入: "(]"
输出: false
输入: "([)]"
输出: false
解答:
解法一:利用栈来完成匹配
class Solution {
public boolean isValid(String s) {
//空字符串判断为真
if(s.isEmpty())
return true;
Stack<Character> stack=new Stack<Character>();
for(char c:s.toCharArray()){
if(c=='(')
stack.push(')');
else if(c=='{')
stack.push('}');
else if(c=='[')
stack.push(']');
//核心语句:当首字符为右括号直接false
//当遇到右括号时但与栈顶元素不一致时,fslae
else if(stack.empty()||c!=stack.pop())
return false;
}
//以上操作完如果时空栈说明完全匹配,true
if(stack.empty())
return true;
return false;
}
}
**注:遇到这种匹配的问题也可以考虑采用HashMap来存储匹配对**
解法二:也算蛮有意思的一种解法,匹配对替换成空字符串
class Solution {
public boolean isValid(String s) {
while(s.contains("()")||s.contains("[]")||s.contains("{}")){
if(s.contains("()")){
s=s.replace("()","");
}
if(s.contains("{}")){
s=s.replace("{}","");
}
if(s.contains("[]")){
s=s.replace("[]","");
}
}
return s.length()==0;
}
}
739.每日温度[中等]
说明:
请根据每日气温列表,重新生成一个列表。对应位置的输出为:要想观测到更高的气温,至少需要等待的天数。如果气温在这之后都不会升高,请在该位置用 0 来代替。
示例:
例如,给定一个列表temperatures = [73, 74, 75, 71, 69, 72, 76, 73]
,你的输出应该是 [1, 1, 4, 2, 1, 1, 0, 0]
。
注:列表长度的范围是 [1, 30000]
。每个气温的值的均为华氏度,都是在 [30, 100]
范围内的整数。
解答:
解法一:最直接的暴力解法,逐一遍历比较大小,时间复杂度很高
class Solution {
public int[] dailyTemperatures(int[] T) {
int []arr = new int[T.length];
for(int i = 0; i < T.length; i ++){
int j = i;
int k = 0;
while(T[i] >= T[j]){
k++;
j++;
if(j >= T.length){
k = 0;
break;
}
}
arr[i] = k;
}
return arr;
}
}
解法二:第二种遍历搜索,但是经过剪枝优化,从后往前遍历,时间复杂度比第一种解法要强势很多
class Solution {
public int[] dailyTemperatures(int[] T) {
int[] arr = new int[T.length];
//从后面开始查找
for (int i = arr.length - 1; i >= 0; i--) {
int j = i + 1;
while (j < arr.length) {
if (T[j] > T[i]) {
//如果找到就停止while循环
arr[i] = j - i;
break;
} else if (arr[j] == 0) {
//如果没找到,并且arr[j]==0。说明第j个元素后面没有
//比第j个元素大的值,因为这一步是第i个元素大于第j个元素的值,
//那么很明显这后面就更没有大于第i个元素的值。直接终止while循环。
break;
} else {
//如果没找到,并且arr[j]!=0说明第j个元素后面有比第j个元素大的值,
//然后我们让j往后挪arr[j]个单位,找到那个值,再和第i个元素比较
j += arr[j];
}
}
}
return arr;
}
}
解法三:单调栈
class Solution {
public int[] dailyTemperatures(int[] T) {
//创建辅助栈,用于存储数组T下标
Stack<Integer> stack = new Stack<>();
int[] arr = new int[T.length];
for (int i = 0; i < T.length; i++) {
//代码核心:单调栈,保持栈顶到栈top到bottom元素对应的值单调(此题为单调递增)
//让小项出栈,大项入栈
while (!stack.isEmpty() && T[i] > T[stack.peek()]) {
int idx = stack.pop();
arr[idx] = i - idx;
}
stack.push(i);
}
return arr;
}
}
503. 下一个更大元素II[中等]
说明:
给定一个循环数组(最后一个元素的下一个元素是数组的第一个元素),输出每个元素的下一个更大元素。数字 x 的下一个更大的元素是按数组遍历顺序,这个数字之后的第一个比它更大的数,这意味着你应该循环地搜索它的下一个更大的数。如果不存在,则输出 -1。
示例:
输入: [1,2,1]
输出: [2,-1,2]
解释: 第一个 1 的下一个更大的数是 2;
数字 2 找不到下一个更大的数;
第二个 1 的下一个最大的数需要循环搜索,结果也是 2。
解答:
解法一:单调栈。
class Solution {
public int[] nextGreaterElements(int[] nums) {
int[] res = new int[nums.length];
Arrays.fill(res, -1);
Stack<Integer> stack = new Stack<>(); // 存储的是索引index
// 由于是循环数组,对于末位元素,要往后循环考虑到其前一位数也就是倒数第二个数
for(int i = 0; i < 2 * nums.length; i++) {
// 对于当前元素,弹出栈中小于当前元素的元素,这些被弹出的元素的"下一个更大元素"就是当前元素
// 一个元素只有入栈后再被弹出,才能得到该元素的"下一个更大元素",否则无"下一个更大元素",res[i]默认为-1
// 例如,对于最大的元素,其一直留在栈中无法被弹出,因此其"下一个更大元素"默认为-1
while(!stack.empty() && nums[stack.peek()] < nums[i % nums.length])
res[stack.pop()] = nums[i % nums.length];
stack.push(i % nums.length);
}
return res;
}
}
注:判别是否需要使用单调栈,如果需要找到左边或者右边第一个比当前位置的数大或者小,则可以考虑使用单调栈。
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