STL函数库的应用第三弹——数据结构(栈)
Part 1:栈是什么
栈(stack)又名堆栈,它是一种运算受限的线性表。限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表。
这一端被称为栈顶,相对地,把另一端称为栈底。
向一个栈插入新元素又称作进栈、入栈或压栈,它是把新元素放到栈顶元素的上面,使之成为新的栈顶元素;
从一个栈删除元素又称作出栈或退栈,它是把栈顶元素删除掉,使其相邻的元素成为新的栈顶元素。
——来自百度百科
那么栈通俗来讲是什么意思呢?
大家可以想象一下餐厅清洁工。
假如笔者是一个可怜的洗碗工,当顾客吃完饭的时候,盘子总是堆成一堆,摆在我面前。
我每次只能拿最上面的那个盘子清洗。(拿最下面的会倒塌打碎盘子)
比如有三个盘子,我每分钟可以清洗一个盘子,当我清洗完第二个的时候,很不幸,又来了三个盘子。
所以我只能先清洗第二次来的那三个盘子。具体模拟情况如下。
结合图片(我手画的很丑),我们不难看出,当第一次给我三个盘子的时候,第一个盘子在最下面。
最后给我的3号盘子被优先清洗,第二次给我3个盘子的时候,最先进入的4号盘子在最下面,最后进入的6号盘子在最上面,也是最先清洗的。
这就是“栈(stack)”——一种先进后出的数据结构。
Part 2:栈能做什么?
很多,比如后缀表达式求值,或者自动监测括号匹配等等。今天的例题就是后缀表达式求值问题。
Part 3:如何模拟栈?
如果您是dalao,可以用各种指针手写栈,但是如果嫌麻烦的话,STL库里有与栈相关的函数和数据结构。
#include<stack>
这是STL栈的头文件,包含以下函数。
首先声明栈,声明方式为stack<数据类型>名字;
比如stack<int>s;
s.empty() 如果栈为空返回true,否则返回false
s.size() 返回栈中元素的个数
s.pop() 删除栈顶元素
s.top() 指向栈顶的元素的指针
s.push() 在栈顶压入新元素
使用方式也和STL队列大同小异。
Part 4:例题,后缀表达式
相信大家在这时已经大概理解了什么是栈,以及栈的使用方法,上一个简单的例题
洛谷P1449 后缀表达式
首先我们说说后缀表达式到底是个什么东西。
题目中已经给了描述,大概意思就是只要遇到了任何一个运算符号,我们就把之前的两个数用这个运算符运算变成一个数,然后继续向后进行。
我这里提供一种思路(仅供参考,dalao们请自觉退出,避免窥探蒟蒻的世界)
我们可以维护一个栈。
我们按顺序检索表达式,把数字入栈,当检索到一个运算符的时候,就把之前进入栈的两个数拿出来运算,然后把运算后的新数再次入栈
如此进行直到表达式结束。
问题又来了,怎么把数字由字符类型变成int类型来计算呢?
这里我用了更加蒟蒻的方法,队列+乘方。
请dalao们康康伪代码。
char read[5010]; int len2=-1,x;//注意是-1,如果是0会导致数字变成原来的10倍 queue<int>q; stack<int>stk; if('0'<=read[i]&&read[i]<='9') { mmp=read[i]-'0';//当检测到的字符是一个数字的时候,把他转化为int类型的数字 q.push(mmp);//进入队列 len2++;//数字长度(位数)++ } if(read[i]=='.')//当检测到"."的时候,说明这个数字已经读完了 { while(q.size()!=0)//当队列不为空的时候,执行以下操作 { x+=q.front()*pow(10,len2);//用队列的第一个元素乘以10的len2次方,然后累加 q.pop();//弹出队首 len2--;//长度-- } stk.push(x);//检测完这个数字,把它压栈 x=0;//清零变量,准备下一次读入 }
这是我把字符数转化为int数的方法,代码注释已经很详细了,这里不多BB
(欢迎大佬提出更好的想法狙击我)
既然数据类型转化做完了,下面的工作就明朗起来了,只要读入运算符,就弹出栈的前两个元素,然后执行运算操作,把新数压入栈顶就OK了
下面是本蒟蒻的完整AC代码:
//P1449 //#include<zhangtao.std> #include<iostream> #include<cstring> #include<cstdio> #include<stack> #include<queue> #include<cmath>//一堆头文件,遵循“就算饿死,从这里跳下去,也不开万能头”的原则 using namespace std; char read[1010]; int len1,mmp,len2=-1,x,a,b; stack<int>stk; queue<int>q; int main() { scanf("%s",read);//读入字符串,超级香的scanf len1=strlen(read);//统计字符数组长度 for(int i=0;i<len1;i++)//检索整个字符数组 { if('0'<=read[i]&&read[i]<='9') { mmp=read[i]-'0'; q.push(mmp); len2++; } if(read[i]=='.') { while(q.size()!=0) { x+=q.front()*pow(10,len2); q.pop(); len2--; } stk.push(x); x=0; }//上面的刚才已经提到过 if(read[i]=='-') { a=stk.top();//存下第一个元素 stk.pop();//弹出 b=stk.top();//存下第二个元素 stk.pop();//弹出 stk.push(b-a);//执行减法操作,把结果入栈 } if(read[i]=='+') { a=stk.top(); stk.pop(); b=stk.top(); stk.pop(); stk.push(b+a); }//同上 if(read[i]=='*') { a=stk.top(); stk.pop(); b=stk.top(); stk.pop(); stk.push(b*a); }//同上 if(read[i]=='/') { a=stk.top(); stk.pop(); b=stk.top(); stk.pop(); stk.push(b/a); }//本题的数据可以直接除(满足C++int类型除法的运算原则) } cout<<stk.top();//输出最后一个元素(即为结果) return 0; }