2. 程式人生 > >第3章 棧和佇列綜合習題(leetcode+vjudge)

第3章 棧和佇列綜合習題(leetcode+vjudge)

阿新 • • 發佈：2019-02-13

這裡選擇了一些棧和佇列的練習，一部分來自leetcode，也有一部分通過vjudge
取自其他平臺。沒有選擇綜合性較強的題目，單純使用棧、佇列、線性表的基本操作和思想就可以解決了。
對於雙端佇列和優先佇列，這裡僅僅使用STL進行解決，說明一下使用他們進行解決的辦法，不提及物理實現及相關問題。雙端佇列的物理實現可以使用帶尾結點的連結串列；而優先佇列需要使用二叉堆(binary heap)實現，這在第10章內排序再寫總結。

用棧實現佇列(Implement Stack using Queues)

需要使用棧完成一個佇列，佇列支援如下操作：

操作 描述
push(x)
 將x進入佇列
pop() 將隊首元素出列
peek() 返回隊首元素
empty() 判斷佇列是否為空

要求只能使用基本的棧操作(push、pop、empty、top)。

棧是LIFO特性，而佇列是FIFO特性。也就是說佇列的出列，實際上要取棧底元素。因此這裡可以使用兩個棧來完成，需要取棧底元素，只需要將所有元素放入第二個棧，取其
棧頂就可以了。
參考解答：

class MyQueue {
public:
    stack<int> st1, st2;
    /** Initialize your data structure here. */
 

    MyQueue() {

    }

    /** Push element x to the back of queue. */
    void push(int x) {
        st1.push(x);
    }

    /** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
    int pop() {
        while(!st1.empty()){
            st2.push(st1.top());
            st1.pop();
        }
        int
 
 result = st2.top();
        st2.pop();
        while(!st2.empty()){
            st1.push(st2.top());
            st2.pop();
        }
        return result;
    }

    /** Get the front element. */
    int peek() {
        while(!st1.empty()){
            st2.push(st1.top());
            st1.pop();
        }
        int result = st2.top();
        while(!st2.empty()){
            st1.push(st2.top());
            st2.pop();
        }
        return result;  
    }

    /** Returns whether the queue is empty. */
    bool empty() {
        return st1.empty();
    }
};

用佇列實現棧(Implement Stack using Queues )

需要使用佇列完成一個棧，棧支援如下操作：

操作 描述
push(x) 將x入棧
pop() 將棧頂元素出棧
top() 返回棧頂元素
empty() 判斷棧是否為空

要求只能使用基本的佇列操作(push、pop、empty、front)。

和上一道題較為類似，一樣需要處理LIFO和FIFO的關係。也需要使用兩個佇列，取最後元素時，則已經取出的元素的個數總是比總數少1。將第二個佇列作為臨時空間，同時維護一個計數器就可以了。

class MyStack {
public:
    queue<int> qu1;
    queue<int> qu2;
    int ptr;
    /** Initialize your data structure here. */
    MyStack() {

    }

    /** Push element x onto stack. */
    void push(int x) {
        qu1.push(x);
    }

    /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
    int pop() {
        int counter = 0;
        while(!qu1.empty()){
            qu2.push(qu1.front());
            qu1.pop();
            counter++;
        }
        counter--;        //將計數器自減，以便於取出隊尾元素
        while(counter > 0){
            qu1.push(qu2.front());
            qu2.pop();
            counter--;
        }
        int result = qu2.front();
        qu2.pop();
        return result;
    }

    /** Get the top element. */
    int top() {
        int counter = 0;
        while(!qu1.empty()){
            qu2.push(qu1.front());
            qu1.pop();
            counter++;
        }
        counter--;     
        while(counter > 0){
            qu1.push(qu2.front());
            qu2.pop();
            counter--;
        }
        int result = qu2.front();
        qu2.pop();
        qu1.push(result);
        return result;
    }

    /** Returns whether the stack is empty. */
    bool empty() {
        return qu1.empty();
    }
};

最小棧(Min Stack)

要求設計一個棧，除了支援最基本的棧操作，還需要支援在O(1)時間內完成的取最小元素的操作。

這是《資料結構與演算法分析C語言描述》的一道練習題。在常數時間內完成取最小值操作，可以考慮維護一個min變數，指向最小元素的下標。在入棧和出棧時維護這個特性即可。下面的解法，能夠保證插入O(1)，刪除O(n)。

class MinStack {
public:
    /** initialize your data structure here. */
    vector<int> _data;
    int min;
    MinStack() {
        min = -1;
    }

    void push(int x) {
        if(_data.empty()){
            min = 0;
        }
        _data.push_back(x);
        min = _data.back() < _data[min] ? _data.size() - 1 : min;
    }

    void pop() {
        if(_data.empty()){
            return;
        }
        _data.pop_back();
        min = 0;
        for(int i = 1; i < _data.size(); ++i){
            if(_data[i] < _data[min]){
                min = i;
            }
        }
    }

    int top() {
        return _data.back();
    }

    int getMin() {
        return _data[min];
    }
};

字串解碼(Decode String)

按照如下規則解碼字串：
字串有著如下描述：k[encoded_string]，表示將encoded_string重複k次。特別的，當k = 1時，k和中括號[]省略不寫。可以巢狀。字串encoded_string不包含小寫字母以外的其他字元。整個字串不包括空格等其他字元。
例如

s = "3[a]2[bc]", return "aaabcbc".
s = "3[a2[c]]", return "accaccacc".
s = "2[abc]3[cd]ef", return "abcabccdcdcdef".

這道題是使用棧的一道很好的題目；這道題目也能展現遞迴程式非遞迴化的一些內容。
與雙棧法直接求表示式值類似，這裡也使用了2個棧，一個用來存放k的值，一個用來存放當前層解碼後的字串。掃描到數字時，需要將其轉化成正整數k，掃描到左括號，將深度增加一層，當前層處理後的字串入棧，並且將k入棧(k指的是下一層需要的重複次數)。掃描到右括號，將當前層的字串重複k次（取自棧頂），然後與前一層的字串進行拼接。最後只需要返回第一層的字元就可以了。
如果從遞迴的角度來看，體現了儲存狀態-自我呼叫-恢復狀態的過程。只不過在遞迴方法，依賴於一定的硬體體系結構（棧幀模型），編譯器為我們自動完成了這些操作。

class Solution {
public:
    string decodeString(string s) {
        stack<int> st;
        stack<string> st_s;
        int num = 0;
        int counter;
        string dstr = "", tmp;
        for(auto it = s.begin(); it != s.end(); ++it){
            if(*it >= '0' && *it <= '9'){
                num = num * 10 + (*it - '0');
            }else if(*it == '['){
                st_s.push(dstr);
                dstr = "";
                st.push(num);
                num = 0;
            }else if(*it == ']'){
                counter = st.top();
                st.pop();
                tmp = st_s.top();
                while(counter--){
                    tmp += dstr;
                }
                st_s.pop();
                dstr = tmp;
            }else{
                dstr.push_back(*it);
            }
        }
        return dstr;
    }
};

印表機佇列(Printer Queue,POJ 3125,NWERC 2006)

每個任務都有不同的優先順序，數字越大越緊急。印表機需要這樣處理這些任務：

第一個任務如果不是當前所有任務中最緊急的，則放到最後；
否則，處理並移除該任務。

我們關心指定位置的任務需要多久才能出結果，你需要回答這個問題。假設處理每個任務需要一分鐘，其他操作不佔用時間。
比如

Input:
4 2
1 2 3 4
Output:
2

又比如

Input:
6 0
1 1 9 1 1 1
Output:
5

這是一到使用雙端佇列、優先佇列解決問題的題目，主要是佇列的模擬用法。使用優先佇列儲存優先順序，而雙端佇列模擬整個過程。

#include<cstdio>
#include<algorithm>
#include<deque>
#include<queue>
using namespace std;
struct person
{
    int level;
    bool me;
    person(int lv,int m):level(lv),me(m){}
};
int main()
{
    int T;
    scanf("%d",&T);
    while(T--)
    {
        priority_queue<int> pq;
        deque<person> dq;
        int n,mypos,i;
        scanf("%d%d",&n,&mypos);
        for(i=0;i<n;i++)
        {
            int tmp;
            scanf("%d",&tmp);
            if(i==mypos)
                dq.push_back(person(tmp,true));
            else
                dq.push_back(person(tmp,false));
            pq.push(tmp);
        }
        int cnt=1;
        while(!pq.empty())
        {
            if(dq.front().level!=pq.top())
            {
                dq.push_back(dq.front());
            }
            else
            {
                if(dq.front().me) break;
                else 
                {
                    pq.pop();
                    cnt++;
                }
            }
            dq.pop_front();
        }
        printf("%d\n",cnt);
    }
    return 0;
}

看病要排隊(HDU 1873, 2008浙江大學研究生複試全真模擬 )

0068所去的醫院有三個醫生同時看病。而看病的人病情有輕重，所以不能根據簡單的先來先服務的原則。所以醫院對每種病情規定了10種不同的優先順序。級別為10的優先權最高，級別為1的優先權最低。醫生在看病時，則會在他的隊伍裡面選擇一個優先權最高的人進行診治。如果遇到兩個優先權一樣的病人的話，則選擇最早來排隊的病人。
輸入資料包含多組測試，請處理到檔案結束。
每組資料第一行有一個正整數N (0<N<2000)表示發生事件的數目。
接下來有N行分別表示發生的事件。
一共有兩種事件：
1:IN A B,表示有一個擁有優先順序B的病人要求醫生A診治。(0<A<4，0<B<11)
2:OUT A,表示醫生A進行了一次診治，診治完畢後，病人出院。(0<A<4)
對於每個OUT A事件，請在一行裡面輸出被診治人的編號ID。如果該事件時無病人需要診治，則輸出EMPTY。
診治人的編號ID的定義為：在一組測試中，IN A B事件發生第K次時，進來的病人ID即為K。從1開始編號。

例如

[Input]
7
IN 1 1
IN 1 2
OUT 1
OUT 2
IN 2 1
OUT 2
OUT 1
2
IN 1 1
OUT 1
[Output]
2
EMPTY
3
1
1

這道題同樣是優先佇列的使用。優先佇列的使用，關鍵之一在於自定義比較函式。這裡可以很容易根據題目要求構造出比較函式（STL的仿函式），然後直接使priority_queue就可以了。

#include<cstdio>
#include<queue>
#include<cstring>
using namespace std;
struct patient
{
    int priority;
    int time;
    patient(int p, int t)
    {
        priority = p;
        time = t;
    }
};
struct mycmp
{
    bool operator()(patient a, patient b)
    {
        if (a.priority == b.priority)
            return a.time > b.time;
        else
            return a.priority < b.priority;
    }
};
int main()
{
    int T;
    while (scanf("%d", &T) != EOF)
    {
        priority_queue<patient, vector<patient>, mycmp> doctors[4];
        int id = 0;
        while (T--)
        {
            char ops[10];
            scanf("%s", ops);
            if (!strcmp(ops, "IN"))
            {
                int d, p;
                scanf("%d %d", &d, &p);
                doctors[d].push(patient(p, ++id));
            }
            else
            {
                int d;
                scanf("%d", &d);
                if (doctors[d].empty())
                    printf("EMPTY\n");
                else
                {
                    printf("%d\n", doctors[d].top().time);
                    doctors[d].pop();
                }
            }
        }
    }
    return 0;
}

網頁瀏覽器(Web Navigation,POJ 1028)

模擬實現瀏覽器的前進和後退操作。

VISIT 表示瀏覽某地址
FORWARD 表示前進
BACK 表示後退

詳細描述見POJ。

題目描述提示使用了雙棧實現，實際上這是一個類似共享棧模型的問題。使用順序儲存結構很容易實現。VISIT操作，將整個順序表擴容，當前頁面指標也同時向後移動，同時將整個棧頂移動；BACK操作將當前指標前移就可以了。

#include<iostream>
#include<string>
#include<vector>
#include<stack>
using namespace std;
int main()
{
    int cptr = 0, maxsz;
    string list[200];
    string istr;
    list[0] = "http://www.acm.org/";
    while (cin >> istr)
    {
        switch (istr[0])
        {
            case 'V':
                cin >> istr;
                list[++cptr] = istr;
                maxsz = cptr;
                cout << istr << endl;
                break;
            case 'B':
                if (cptr > 0)
                {
                    cout << list[--cptr] << endl;
                }
                else
                {
                    cptr = 0;
                    cout << "Ignored" << endl;
                }
                break;
            case 'F':
                if (cptr == maxsz)
                {
                    cout << "Ignored" << endl;
                }
                else
                {
                    cout << list[++cptr] << endl;
                }
                break;
            case 'Q':
                return 0;
        }
    }
    return 0;
}

相關推薦

第3章 棧和佇列綜合習題(leetcode+vjudge)

這裡選擇了一些棧和佇列的練習，一部分來自leetcode，也有一部分通過vjudge 取自其他平臺。沒有選擇綜合性較強的題目，單純使用棧、佇列、線性表的基本操作和思想就可以解決了。 對於雙端佇列和優先佇列，這裡僅僅使用STL進行解決，說明一下使用他們進行解決

java資料結構與演算法 第4章 棧和佇列

1.棧 棧只允許訪問一個數據項， 即最後插入的資料項，移除這個資料項才能訪問倒數第二個插入的資料項，依此類推。以下是java實現的棧： package exam; public class S

讀書筆記之《資料結構》---第三章 棧和佇列

本章目錄 棧 棧的應用舉例 棧的遞迴與實現 佇列 離散事件模型 棧 棧是限定僅在表尾進行插入或刪除操作的線性表。表尾稱為棧頂，表頭稱為棧底 棧的特點：後進先出 棧的應用舉例 6. 進行數制轉換 2.括號匹配檢測：進行括號的匹配過程 3.行編輯程式功能：例

資料結構第三章棧和佇列的比較

 棧和佇列的比較 1.棧：僅在表尾進行插入和刪除操作的線性表；具有後進先出的特性。 後進先出的缺點：減少了棧操作的靈活性 ~~~~~~~~的優點：使得棧的操作更有效更容易實現。 2.根據儲存結構劃分，棧可分為：順序棧和鏈棧。 3.順序棧的本質是對順序表的

大話資料結構讀書筆記艾提拉總結 查詢演算法 和排序演算法比較好 第1章資料結構緒論 1 第2章演算法 17 第3章線性表 41 第4章棧與佇列 87 第5章串 123 第6章樹 149 第7章圖 21

大話資料結構讀書筆記艾提拉總結   查詢演算法 和排序演算法比較好     第1章資料結構緒論 1 第2章演算法 17 第3章線性表 41 第4章棧與佇列 87 第5章串 123 第6章樹 149 第7章圖 211

第3章·SVI和單臂路由

偶潮鋒   svi虛接口 單臂路由· 本章目的· SVI和單臂路由產生背景· 路由器與每個VLAN建立一條物理連接，浪費大量的端口· SVI和單臂路由解決什麽問題· 低成本解決終端設備跨VLAN通信· SVI虛接口和單臂路由的本質· 通過802.1Q幀來區分不同VLAN，從而進行VLAN間路由。·

第 3 章 資料和C

3.1示例程式 /*用GOLD衡量我的體重*/ #include <stdio.h> int main(void) { float weight; /*體重kg*/ float value; /*同等質量黃金的價格*/ printf("Hello,Mr.Gold.

資料結構實踐 停車場模擬 棧和佇列綜合

分享一下我老師大神的人工智慧教程！零基礎，通俗易懂！http://blog.csdn.net/jiangjunshow 也歡迎大家轉載本篇文章。分享知識，造福人民，實現我們中華民族偉大復興！        

第三章 棧與佇列 練習題 10:括號畫家

10:括號畫家 總時間限制:  1000ms   記憶體限制:  262144kB 描述 Candela是一名漫畫家，她有一個奇特的愛好，就是在紙上畫括號。這一天，剛剛起床的Candela畫了一排括號序列，其中包含小括號()、中括號[]和

《程式設計師程式碼面試指南》第一章 棧和佇列 貓狗佇列

題目 通過給定的類實現貓狗佇列 程式 /** * @Description:貓狗佇列 * @Author: lizhouwei * @CreateDate: 2018/4/5 14:34 * @Modify by: * @ModifyDate: */ public class Chapter1_4

（資料結構）第四章 棧與佇列

4.1 棧 許多程式語言本身就是建立在棧結構之上的，其實時運算環境都是基於棧結構的虛擬機器。 相對於向量和列表，棧與佇列的外部介面更為簡化和緊湊。 棧的應用主要為： 結合函式呼叫棧的機制介紹一般函式呼叫的實現方式與過程，並將其推廣至遞迴呼叫。然後以降低空間複雜度的目標為線索，介紹通過

C_Primer第3章 資料和C

本章介紹以下內容 關鍵字:int、short、long、unsigned、char、float、double、_Bool、_Complex、_Imaginary 運算子:sizeof() 函式:scanf() 整數型別和浮點型別的區別 如何書寫整形和浮點型常數，如何宣告這些型別的

【Java8網路程式設計】第3章. HTTP和URLConnection類

1.HTTP基本概念 HTTP（HyperText Transport Protocol）是超文字傳輸協議的縮寫，它用於傳送WWW方式的資料。HTTP協議採用了請求/響應模型。客戶端向伺服器傳送一個請求，請求頭包含請求的方法、URL、協議版本、以及包含請求修飾

第三章-棧、佇列、陣列

1.假設棧初始為空，將中綴表示式  轉換為等價字尾表示式的過程中，當掃描到f時，棧中的元素依次是 （B） +(*- +(-* /+(*-* /+-* 解： 基本概念： 在中綴變字尾時，運算元的順序不會發生變化，只有運算子的順序可

演算法與資料機構學習_第一章.棧和佇列_1.設計一個有返回棧中最小元素功能的棧

設計一個有getMin功能的棧(返回棧中的最小元素) 演算法要求：實現一個特殊的棧，在實現棧的基本功能的基礎上，新增能夠實現返回棧中最小元素的棧，要求演算法的時間複雜讀為O（1），即在常數時間內實現。 思路：在一個棧中在時間複雜讀度為O（1）返回棧中最小元素

實驗3：棧和佇列的基本操作實現及其應用——順序佇列和鏈佇列

實驗3：棧和佇列的基本操作實現及其應用一、實驗目的1、   熟練掌棧和佇列的結構特點，掌握棧和佇列的順序儲存和鏈式儲存結構和實現。2、      學會使用棧和佇列解決實際問題。二、實驗內容1、自己確定結點的具體資料型別和問題規模：分別建立一個順序棧和鏈棧，實現棧的壓棧和出棧操

實驗3：棧和佇列的基本操作實現及其應用——順序棧和鏈棧

實驗3：棧和佇列的基本操作實現及其應用一、實驗目的1、   熟練掌棧和佇列的結構特點，掌握棧和佇列的順序儲存和鏈式儲存結構和實現。2、      學會使用棧和佇列解決實際問題。二、實驗內容1、自己確定結點的具體資料型別和問題規模：分別建立一個順序棧和鏈棧，實現棧的壓棧和出棧操

演算法競賽入門經典（第二版）第三章陣列和字串習題3-4週期串

如果一個字串可以由某個長度為k的字串重複多次得到，則稱該串以k為週期。例如abcabcabc以3為週期（注意，它也以6和12為週期）。輸入一個長度不超過80的字串，輸出其最小週期 #include<stdio.h> int main() { char a[100];

演算法競賽入門經典（第二版）第三章陣列和字串習題3-3數數字

把前n(n<=10000)個整數順次解除安裝一起:123456789101112…數一數0~9各出現多少次(輸出10個整數，分別是0，1，…，9出現的次數） #include<stdio.h> #define N 100000 char s[N],temp[10]; i

演算法競賽入門經典（第二版）第三章陣列和字串習題3-2分子量

給出一種物質的分子式不帶括號，求分子量。本題中的分子式只包含4種原子分別為CHON，原子量分別為12.01，1.008，16.00，14.01（單位g/mol)。例如，C6H5OH的分子量是94.108g/mol #include <stdio.h> int main() {