代码随想录算法训练营第11天| 20. 有效的括号、1047. 删除字符串中的所有相邻重复项、 150. 逆波兰表达式求值

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20. 有效的括号



题目:给定一个只包括 ‘(’,‘)’,‘{’,‘}’,‘[’,‘]’ 的字符串 s ,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。

每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。

示例 1:
输入:s = "()"
输出:true

示例 2:
输入:s = "()[]{}"
输出:true

示例 3:
输入:s = "(]"
输出:false

思路:括号匹配是使用栈解决的经典问题。

class Solution {
    public boolean isValid(String s) {
        Stack<Character> charStack = new Stack<>();
        char[] chars = s.toCharArray();
        int len = chars.length;
        //奇数直接返回false
        if(len%2==1){
            return false;
        }
        for(int i = 0;i < len;i++){
            if(chars[i] == '('){
                charStack.push(')');
            }
            else if(chars[i] == '['){
                charStack.push(']');
            }
            else if(chars[i] == '{'){
                charStack.push('}');
            }
            else if(charStack.empty() || charStack.peek() != chars[i]){
                return false;   
            }
            else {
                charStack.pop();
            }
        }

        return charStack.empty();
    }
}


1047. 删除字符串中的所有相邻重复项


题目:给出由小写字母组成的字符串 S,重复项删除操作会选择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。

示例:

输入:“abbaca”

输出:“ca”

解释:

例如,在 “abbaca” 中,我们可以删除 “bb” 由于两字母相邻且相同,这是此时唯一可以执行删除操作的重复项。之后我们得到字符串 “aaca”,其中又只有 “aa” 可以执行重复项删除操作,所以最后的字符串为 “ca”。

思路:利用栈进行存放遍历过的元素,当遍历当前的这个元素的时候,去栈里看一下我们是不是遍历过相同数值的相邻元素。

class Solution {
    public String removeDuplicates(String s) {
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        int top = -1;
        for(int i = 0; i < s.length(); i++){
            char c = s.charAt(i);
            if (top >= 0 && sb.charAt(top) == c){
                sb.deleteCharAt(top);
                top--;
            }else{
                sb.append(c);
                top++;
            }
        }
        return sb.toString();
    }
}


150. 逆波兰表达式求值



题目:给你一个字符串数组 tokens ,表示一个根据 逆波兰表示法 表示的算术表达式。

请你计算该表达式。返回一个表示表达式值的整数。

注意:

有效的算符为 ‘+’、‘-’、‘*’ 和 ‘/’ 。

每个操作数(运算对象)都可以是一个整数或者另一个表达式。

两个整数之间的除法总是 向零截断 。

表达式中不含除零运算。

输入是一个根据逆波兰表示法表示的算术表达式。

答案及所有中间计算结果可以用 32 位 整数表示。

示例 1:

输入:tokens = ["2","1","+","3","*"]
输出:9
解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:((2 + 1) * 3) = 9
示例 2:

输入:tokens = ["4","13","5","/","+"]
输出:6
解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:(4 + (13 / 5)) = 6
示例 3:

输入:tokens = ["10","6","9","3","+","-11","*","/","*","17","+","5","+"]
输出:22
解释:该算式转化为常见的中缀算术表达式为:
 ((10 * (6 / ((9 + 3) * -11))) + 17) + 5
= ((10 * (6 / (12 * -11))) + 17) + 5
= ((10 * (6 / -132)) + 17) + 5
= ((10 * 0) + 17) + 5
= (0 + 17) + 5
= 17 + 5
= 22

提示:

1 <= tokens.length <= 104

tokens[i] 是一个算符(“+”、“-”、“*” 或 “/”),或是在范围 [-200, 200] 内的一个整数

逆波兰表达式:

逆波兰表达式是一种后缀表达式,所谓后缀就是指算符写在后面。

平常使用的算式则是一种中缀表达式,如 ( 1 + 2 ) * ( 3 + 4 ) 。

该算式的逆波兰表达式写法为 ( ( 1 2 + ) ( 3 4 + ) * ) 。

逆波兰表达式主要有以下两个优点:

去掉括号后表达式无歧义,上式即便写成 1 2 + 3 4 + * 也可以依据次序计算出正确结果。

适合用栈操作运算:遇到数字则入栈;遇到算符则取出栈顶两个数字进行计算,并将结果压入栈中


思路

:逆波兰表达式相当于是二叉树中的后序遍历。 将运算符作为中间节点,按照后序遍历的规则画出一个二叉树。

class Solution {
    public int evalRPN(String[] tokens) {
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        for(int i = 0;i< tokens.length;i++){
            if("+".equals(tokens[i])){
                int a = stack.pop();
                int b = stack.pop();
                int c = a+b;
                stack.push(c);
            }else if("-".equals(tokens[i])){
                int a = stack.pop();
                int b = stack.pop();
                int c = b-a;
                stack.push(c);
            }else if("*".equals(tokens[i])){
                int a = stack.pop();
                int b = stack.pop();
                int c = a*b;
                stack.push(c);
            }else if("/".equals(tokens[i])){
                int a = stack.pop();
                int b = stack.pop();
                int c = b/a;
                stack.push(c);
            }else{
                stack.push(Integer.parseInt(tokens[i]));
            }
        }
        return stack.pop();
    }
}

关于逆波兰表达式:

我们习惯看到的表达式都是中缀表达式,因为符合我们的习惯,但是中缀表达式对于计算机来说就不是很友好了。

例如:4 + 13 / 5,这就是中缀表达式,计算机从左到右去扫描的话,扫到13,还要判断13后面是什么运算符,还要比较一下优先级,然后13还和后面的5做运算,做完运算之后,还要向前回退到 4 的位置,继续做加法,你说麻不麻烦!

那么将中缀表达式,转化为后缀表达式之后:[“4”, “13”, “5”, “/”, “+”] ,就不一样了,计算机可以利用栈来顺序处理,不需要考虑优先级了。也不用回退了, 所以后缀表达式对计算机来说是非常友好的。

可以说本题不仅仅是一道好题,也展现出计算机的思考方式。

在1970年代和1980年代,惠普在其所有台式和手持式计算器中都使用了RPN(后缀表达式),直到2020年代仍在某些模型中使用了RPN。



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