栈#
用数组实现栈#
#include <iostream>
using namespace std;
int MAX_SIZE = 10; // 定义栈的最大容量
int *Stack = new int[MAX_SIZE]; // 动态分配数组空间
int top = -1; // 栈顶指针初始化为-1
void push_back(int n)
{ // 入栈操作
if (top == MAX_SIZE - 1)
{ // 如果栈已满，扩容两倍
MAX_SIZE = 2 * MAX_SIZE;
int *newStack = new int[MAX_SIZE]; // 动态分配更大的数组空间
for (int i = 0; i <= top; i++)
{ // 将原数组中的元素复制到新数组中
newStack[i] = Stack[i];
}
Stack = newStack; // 将指针指向新数组的首地址
}
top = top + 1; // 栈顶指针加1
Stack[top] = n; // 将元素压入栈顶
}
void pop()
{ // 出栈操作
top = top - 1; // 栈顶指针减1
}
bool IsEmpty()
{ // 判断栈是否为空
if (top == -1)
{ // 栈顶指针为-1时，栈为空
return true;
}
return false;
}
int top_element()
{ // 返回栈顶元素
return Stack[top];
}
int search(int n)
{ // 查找元素在栈中的位置
for (int i = 0; i <= top; i++)
{ // 从栈底开始遍历栈中的所有元素
if (Stack[i] == n)
{ // 如果找到指定的元素
return i; // 返回元素在栈中的位置
}
}
return -1; // 否则返回-1
}
int main(void)
{
// 测试代码
for (int i = 0; i < 200; i++)
{ // 入栈200个元素
push_back(i);
}
while (!IsEmpty())
{ // 出栈并输出元素
cout << top_element() << " ";
pop();
}
cout << search(3) << endl; // 查找元素3在栈中的位置
delete[] Stack; // 释放动态分配的数组空间
return 0;
}
为了更加清晰明了，我写了下面的程序，实现了和上面一样的功能
stack_array_v2.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
class Stack
{
private:
int MAX_SIZE = 10; // 定义栈的最大容量
int *Stack = new int[MAX_SIZE]; // 动态分配数组空间
int top = -1;
public:
void push_back(int val)
{
if (top >= MAX_SIZE - 1)
{
MAX_SIZE *= 2;
int *newStack = new int[MAX_SIZE];
for (int i = 0; i <= top; i++)
{
newStack[i] = Stack[i];
}
Stack = newStack;
}
top++;
Stack[top] = val;
}
void pop()
{
top--;
}
bool is_empty()
{
return top == -1; // 判断栈是否为空
}
int top_element()
{
return Stack[top];
}
int search(int n)
{ // 查找元素在栈中的位置
for (int i = 0; i <= top; i++)
{ // 从栈底开始遍历栈中的所有元素
if (Stack[i] == n)
{ // 如果找到指定的元素
return i; // 返回元素在栈中的位置
}
}
return -1; // 否则返回-1
}
};
int main(void)
{
Stack s;
for (int i = 0; i <= 200; i++)
{
s.push_back(i);
}
while (!s.is_empty())
{
cout << s.top_element() << " ";
s.pop();
}
return 0;
}
用链表实现栈#
#include <iostream>
struct Node {
int data;
Node *next;
};
class Stack {
private:
Node *top;
public:
Stack() {
top = nullptr;
}
void push(int val) {
Node *node = new Node();
node->data = val;
node->next = top;
top = node;
}
void pop() {
if(top != nullptr) {
Node *node = top;
top = top->next;
delete node;
}
}
int topVal() {
if(top != nullptr) {
return top->data;
}else {
return -1;
}
}
bool isEmpty() {
return top == nullptr;
}
};
int main(void) {
Stack s;
for(int i = 0; i < 200; i++) {
s.push(i);
}
while(!s.isEmpty()) {
std::cout << s.topVal() << std::endl;
s.pop();
}
}
翻转一个字符串或者翻转一个链表(用栈实现)#
Reverse a string in default#
例如：
hello -> olleh
翻转字符串的常规做法#
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
void reverse_string(string &s) {
int len = s.length();
for (int i = 0; i < len / 2; i++) {
char temp = s[i];
s[i] = s[len - i - 1];
s[len - i - 1] = temp;
}
}
int main(void) {
string s = "hello";
cout << "The valine of s is: " << s << endl;
reverse_string(s);
cout << "The reverse result of s is: " << s << endl;
return 0;
}
#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main(void) {
string s = "hello";
cout << "The valine string value is: " << s << endl;
s.reverse(s.begin(),s.end());
cout << "The reverse string value is: "<< s << endl;
return 0;
}
Reverse a string using Stack#
我们首先把HELLO这个字符串一个字符一个字符的放入栈中
然后让栈里面的字符从栈顶依次出栈就行了！
下面是代码实现
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Stack
{
private:
int MAX_SIZE = 5;
char *stack = new char[MAX_SIZE];
int top = -1;
public:
void push_back(char n)
{
if (top == MAX_SIZE - 1)
{
MAX_SIZE *= 2;
char *newStack = new char[MAX_SIZE];
for (int i = 0; i <= top; i++)
{
newStack[i] = stack[i];
}
stack = newStack;
}
top++;
stack[top] = n;
}
char pop()
{
if (top == -1)
{
return '\0';
}
else
{
char temp = stack[top]; // 存储栈顶元素
top--; // 弹出栈顶元素
return temp; // 返回被弹出的栈顶元素
}
}
};
int main(void)
{
string s = "hello";
Stack stack;
for (char c : s) {
stack.push_back(c);
}
for (int j = 0; j < s.size(); j++)
{
cout << stack.pop();
}
return 0;
}
Reverse a linklist using Stack#
让我们想一想我们之前是怎么翻转链表的？
首先，函数判断链表的头部是否为空或只有一个节点，如果是，则无需进行翻转，直接返回。这一步的判断是非常必要的，因为链表为空或只有一个节点时，翻转链表是没有意义的。
接着，函数定义了三个指针变量 cur、prev、next，它们分别指向当前节点、当前节点的前一个节点和当前节点的后一个节点。其中，cur 变量初始化为链表的头部，prev 变量初始化为 NULL。
进入 while 循环，每次将 next 指向当前节点 cur 的下一个节点，然后将 cur 的 next 指针指向 prev，这样就完成了当前节点的翻转。接着，将 prev 指向当前节点 cur，cur 指向下一个节点 next，继续执行下一轮循环。这样不断地执行，直到 cur 指向链表的最后一个节点，此时整个链表就被翻转了。
最后，将链表的头部指向反转后的链表头部 prev，完成链表的翻转操作。
综上所述，您的 Reverse() 函数采用了迭代的方式翻转链表，通过遍历链表，每次将当前节点的 next 指针指向前一个节点，最终完成整个链表的翻转。
#include <iostream>
using namespace std;
struct Node
{
int data;
Node *next;
};
Node *head;
void Insert(int num);
void Print();
void Reverse();
int main(void)
{
head = NULL;
Insert(1);
Insert(2);
Insert(3);
Insert(4);
Insert(5);
Insert(6);
Print();
cout << "Now we will reverse this linklist!" << endl;
Reverse();
Print();
}
void Insert(int num)
{
Node *temp = new Node();
temp->data = num;
temp->next = NULL;
if (head == NULL)
{
head = temp;
}
else
{
Node *cur = head;
while (cur->next != NULL)
{
cur = cur->next;
}
cur->next = temp;
}
}
void Print()
{
cout << "The content in linklist:" << endl;
Node *cur = head;
while (cur != NULL)
{
cout << cur->data << " ";
cur = cur->next;
}
cout << endl;
}
void Reverse()
{
if (head == NULL || head->next == NULL)
{
cout << "元素数量不足，无法进行翻转!" << endl;
return;
}
Node *cur,*prev,*next;
cur = head;
prev = NULL;
while (cur != NULL)
{
next = cur->next;
cur->next = prev;
prev = cur;
cur = next;
}
head = prev;
}
那该如何用栈来翻转链表呢？
使用栈可以将链表翻转为逆序，具体步骤如下：
- 遍历链表，将每个节点的指针依次压入栈中。
- 弹出栈顶元素，将其指针指向下一个栈顶元素，直到栈为空。
- 返回链表的新头节点。
#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;
// 链表节点结构体
struct Node
{
int data; // 数据
Node *next; // 指向下一个节点的指针
};
// 链表类
class LinkList
{
public:
Node *head = nullptr; // 链表的头节点
// 在链表末尾插入一个节点
void Insert(int val)
{
Node *temp = new Node(); // 创建新节点
temp->data = val; // 设置新节点的数据
temp->next = nullptr; // 新节点的下一个节点指针为nullptr
if (head == nullptr) // 如果链表为空
{
head = temp; // 将新节点设置为头节点
return;
}
else // 如果链表不为空
{
Node *cur = head;
while (cur->next != nullptr) // 遍历链表找到最后一个节点
{
cur = cur->next;
}
cur->next = temp; // 将新节点连接到最后一个节点的后面
}
}
// 打印链表中的所有元素
void Print()
{
Node *cur = head;
while (cur != nullptr)
{
cout << cur->data << " ";
cur = cur->next;
}
}
// 将链表逆序
void Reverse()
{
stack<Node *> s; // 创建一个栈，用来存储链表中的所有节点
Node *cur = head;
while (cur != nullptr) // 将链表中的所有节点都压入栈中
{
s.push(cur);
cur = cur->next;
}
head = s.top(); // 将栈顶元素设置为链表的新头节点
s.pop();
cur = head; // 遍历链表，将栈中的节点依次弹出并连接起来
while (!s.empty())
{
cur->next = s.top();
s.pop();
cur = cur->next;
}
cur->next = nullptr; // 最后一个节点的下一个节点指针为nullptr
}
};
int main(void)
{
LinkList l; // 创建一个链表对象
// 向链表中插入元素
l.Insert(1);
l.Insert(2);
l.Insert(3);
l.Insert(4);
l.Insert(5);
l.Insert(6);
l.Insert(7);
// 打印原始链表
l.Print();
cout << endl;
// 将链表逆序
l.Reverse();
// 打印逆序后的链表
l.Print();
cout << endl;
return 0;
}
用栈检查括号是否匹配#
#include <iostream>
#include <stack>
#include <string>
// 括号匹配函数
bool paren(const std::string &input)
{
std::stack<char> s;
for (const char c : input)
{
// 左括号入栈
if (c == '(' || c == '[' || c == '{')
{
s.push(c);
continue;
}
// 右括号匹配
if (s.empty() ||
(c == ')' && s.top() != '(') ||
(c == '}' && s.top() != '{') ||
(c == ']' && s.top() != '['))
{
return false;
}
// 匹配成功，弹出左括号
s.pop();
}
// 判断栈是否为空
return s.empty();
}
int main()
{
const std::string input1 = "({[]})";
const std::string input2 = "({[})";
std::cout << std::boolalpha << paren(input1) << '\n';
std::cout << std::boolalpha << paren(input2) << '\n';
/*
std::boolalpha 是一个 std::ios 标志，用于指示流输出布尔值时使用文字形式输出，即将 true 输出为 "true"，将 false 输出为 "false"。
默认情况下，流输出布尔值时使用整数形式输出，即将 true 输出为 1，将 false 输出为 0。如果需要输出文字形式，可以使用 std::boolalpha 标志。
在代码中，std::cout << std::boolalpha << paren(input1) << '\n'; 表示将 std::boolalpha 标志应用到 std::cout 流上，以确保输出的布尔值使用文字形式。
*/
return 0;
}
这段代码实现了一个括号匹配的函数 paren，用于判断一个由括号组成的字符串中的括号是否匹配。
函数 paren 接受一个字符串 input 作为输入，使用一个栈 s 对每个左括号进行入栈操作，并在遇到右括号时进行匹配操作。具体来说，当遇到左括号时，将其压入栈中；当遇到右括号时，判断栈顶元素是否与该右括号匹配，如果匹配则弹出栈顶元素，否则返回 false。
在函数结束时，判断栈是否为空，如果为空则返回 true，否则返回 false。
在 main 函数中，声明了两个字符串 input1 和 input2，分别为 "({[]})" 和 "({[})"。然后分别调用 paren 函数，并将返回值输出到标准输出流中。
std::boolalpha 标志用于指示流输出布尔值时使用文字形式输出，即将 true 输出为 "true"，将 false 输出为 "false"。这样可以使输出更加直观。
最后返回 0，表示程序正常退出。
什么是前缀，中缀，后缀#
https://zhuanlan.zhihu.com/p/37467928
**19-22**就是讲这些得，其中有伪代码
中缀表达式转后缀表达式：
GPT写的
#include <iostream> #include <stack> #include <unordered_map> #include <vector> #include <sstream> #include <algorithm> bool isOperator(const std::string& token) { static const std::unordered_map<std::string, int> operators = { {"+", 1}, {"-", 1}, {"*", 2}, {"/", 2}, {"%", 2}, {"^", 3} }; return operators.count(token) > 0; } bool isOperand(const std::string& token) { return !isOperator(token) && token != "(" && token != ")"; } int precedence(const std::string& op) { static const std::unordered_map<std::string, int> operators = { {"+", 1}, {"-", 1}, {"*", 2}, {"/", 2}, {"%", 2}, {"^", 3} }; return operators.at(op); } std::vector<std::string> infixToPostfix(const std::vector<std::string>& infix) { std::stack<std::string> s; std::vector<std::string> postfix; for (const auto& token : infix) { if (isOperand(token)) { postfix.push_back(token); } else if (token == "(") { s.push(token); } else if (token == ")") { while (!s.empty() && s.top() != "(") { postfix.push_back(s.top()); s.pop(); } if (s.empty()) { throw std::runtime_error("Unmatched parenthesis"); } s.pop(); } else if (isOperator(token)) { while (!s.empty() && s.top() != "(" && precedence(token) <= precedence(s.top())) { postfix.push_back(s.top()); s.pop(); } s.push(token); } } while (!s.empty()) { if (s.top() == "(") { throw std::runtime_error("Unmatched parenthesis"); } postfix.push_back(s.top()); s.pop(); } return postfix; } int main() { std::string input; std::getline(std::cin, input); std::vector<std::string> tokens; std::istringstream iss(input); std::string token; while (iss >> token) { tokens.push_back(token); } const auto postfix = infixToPostfix(tokens); for (const auto& token : postfix) { std::cout << token << " "; } std::cout << std::endl; return 0; } /* 3 + 4 * 2 / ( 1 - 5 ) ^ 2 ^ 3 3 4 2 * 1 5 - 2 ^ 3 ^ / + */
在这个程序中，我们定义了以下几个函数：
isOperator：判断一个字符串是否为运算符。
isOperand：判断一个字符串是否为操作数。
precedence：获取一个运算符的优先级。
infixToPostfix：将一个中缀表达式转换为后缀表达式。
在 infixToPostfix 函数中，我们使用一个栈 s 和一个输出序列 postfix。我们从左到右遍历输入的中缀表达式，对于每个操作数，直接将其添加到输出序列中；对于每个运算符，我们从栈中弹出优先级比它高或相等的运算符，并将它们添加到输出序列中，然后将当前运算符入栈。对于左括号，直接入栈；对于右括号，我们从栈中弹出运算符，直到遇到左括号，并将弹出的运算符添加到输出序列中。在遍历完成后，我们将栈中所有剩余的运算符依次弹出，并将它们添加到输出序列中。
最后，我们按照正序遍历输出序列，即得到了转换后的后缀表达式。
注意，这个程序还考虑了一些错误处理。如果括号不匹配，程序将抛出一个 std::runtime_error 异常。