stack 相关题目 day 1

逆波兰表达式的核心在于，每每碰到运算符，运算符操作的对象就是前面两个数字，需要注意的是，使用栈stack能快速找到当前运算符之前的两个数字。当然，下面代码可以使用switch简化。

class Solution {
public:
    int evalRPN(vector<string>& tokens) {
        stack<long> ans;
        for (int i = 0; i < tokens.size(); ++ i) {
            string& c = tokens[i];
            if(tokens[i] == "+") {
                long n1 = ans.top();
                ans.pop();
                long n2 = ans.top();
                ans.pop();
                ans.push(n2 + n1);
            }else if (tokens[i] == "-") {
                long n1 = ans.top();
                ans.pop();
                long n2 = ans.top();
                ans.pop();
                ans.push(n2 - n1);
            }else if (tokens[i] == "*") {
                long n1 = ans.top();
                ans.pop();
                long n2 = ans.top();
                ans.pop();
                ans.push(n1 * n2);
            }else if (tokens[i] == "/") {
                long n1 = ans.top();
                ans.pop();
                long n2 = ans.top();
                ans.pop();
                ans.push(n2 / n1);
            }else {
                ans.push((long)atoi(c.c_str()));
            }
        }
        return ans.top();
    }
};

第二题：行星碰撞

思路：行进方向相对的星球才可以进行碰撞，这道题目核心问题如下：

1. 何时进行碰撞操作？：一正一负两个数字顺序排列时，如{5， -1} = {5}

2. 碰撞后的结果有三种，保留正数（没有任何操作）；抵消（pop）；保留负数。其中保留负数的情况需要循环判断，直至被撞碎 or 抵消 or 没有任何星球可以撞了（也就是到了数组下标为0的位置）

3. 如何快速获取上一个星球的信息？：使用栈，top和pop的操作

整理逻辑：

a. 向右移动的星球不需要操作，只需要被动等待碰撞即可

b. 向左移动的星球 cur，当前星球左边的星球统一记作 cur （会变）

如果当前的左侧星球 pre 向右移动且 pre > -1 * cur，没有任何操作；
如果 pre 向右移动，且 pre < -1 * cur，pre 会消失，这一步需要循环判断（连续碰到向右移动的星球 {1，1，-3}）；
从2跳出后，情况1：存在这么一个pre == -1 * cur，相互抵消 pop；情况2：当前星球左边没有星球了，直接插入 cur；情况3：左边的星球也是向左移动，直接插入 cur；

c. 从栈中取出的结果是逆序的，填入ans数组中后需要翻转

class Solution {
public:
    vector<int> asteroidCollision(vector<int>& asteroids) {
        stack<int> stk;
        vector<int> ans;
        for (auto& as : asteroids) {
            // 1
            if (as >= 0) {
                stk.push(as);
            }else {
                // 2
                while (stk.size() && stk.top() > 0 && stk.top() < -as) {
                    stk.pop();
                }
                // 3
                if (stk.size() && stk.top() == -as) {
                    stk.pop();
                }else if (stk.size() == 0 || (stk.size() && stk.top() < 0)) {
                    stk.push(as);
                }
            }
        }

        while (stk.size()) {
            ans.push_back(stk.top());
            stk.pop();
        }
        reverse(ans.begin(), ans.end());
        return ans;
    }
};

第三题：删除字符串中的所有相邻重复项 II

题目要求从字符串中删除连续出现k次的相同字符，我们只需要记录连续相同字符的数目，然后进行erase操作即可。

a. 当前字符和前一个字符相同时，记录加1；否则添加新元素1，表示发现了一个不同的字符，出现频次为1；

b. 用栈最为直观，top表示前一个字符出现的频次，如果字符相同，只需要将top的值加1即可；否则直接push(1)；当然用vector也可以，数组最后一个元素和栈的栈顶是一个意思。

class Solution {
public:
    string removeDuplicates(string s, int k) {
        stack<int> nums;
        for (int i = 0; i < s.size(); ++ i) {
            if (i == 0 || s[i] != s[i - 1]) {
                nums.push(1);
            }else {
                nums.top() ++ ;
                if (nums.top() == k) {
                    s.erase(i - k + 1, k);
                    nums.pop();
                    i = i - k;
                }
            }
        }
        return s;
    }
};

第四题：移除无效的括号

有效括号的两条准则

a. 所有前缀中，左括号的数目大于等于右括号的数目

b. 所有括号，左括号的数目等于右括号的数目

根据这两条准则，声明cnt 记录左右括号数目的差值，第一遍从左向右遍历，保证每一个前缀中左括号数目大于等于右括号数目；第二遍基于第一遍的结果从右向左遍历，保证每一个前缀中右括号的数目大于等于左括号数目（此时 left <= right, right <= left, so left = right），到此满足a和b。

class Solution {
public:
    string minRemoveToMakeValid(string s) {
        int cnt = 0;
        string ans;
        for (auto& c : s) {
            if (c == '(') {
                cnt += 1;
                ans += c;
            }else if (c == ')') {
                if (cnt > 0) {
                    cnt -= 1;
                    ans += c;
                }
            }else {
                ans += c;
            }
        }
        cnt = 0;
        s = ans;
        ans = "";
        reverse(s.begin(), s.end());
        for (auto& c : s) {
            if (c == ')') {
                cnt += 1;
                ans += c;
            }else if (c == '(') {
                if (cnt > 0) {
                    cnt -= 1;
                    ans += c;
                }
            }else {
                ans += c;
            }
        }
        reverse(ans.begin(), ans.end());
        return ans;
    }
};

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