915栈和队列部分参考代码，完整见PPT

栈

顺序栈的定义

int stk[N], top = -1;

具体操作见PPT。

链栈

1. 节点定义

链栈的节点通常定义如下:

struct Node 
{int val;Node *next; Node(int x) : val(x), next(NULL) {}
};

其中:

• val 字段保存节点存储的数据
• next 字段指向下一个节点,实现链式存储结构

链栈的基本操作需要使用链表的基本操作,如:

• 初始化一个链栈常用头结点法,建立一个头结点,它的next指针初始化为NULL
• 插入节点时,新建一个节点,将它的next指向原来栈顶节点,然后将栈顶指针指向新节点
• 删除节点时,将栈顶指针指向原栈顶的next节点,释放原栈顶节点空间
• 访问栈顶元素直接通过栈顶指针访问其val字段
• 判断是否为空使用栈顶指针是否为NULL等

总之,通过next指针链接节点,实现链式存储,同时使用栈顶指针指向实际栈顶节点,就可以实现链栈的基本操作。

2. 初始化

链栈的初始化主要有两种方式:

1. 初始化一个头结点

Node *init()    
{Node *dummy = new Node(-1);return dummy;
}

此时头结点仅代表栈的头,不存储实际数据,next指针初始化为NULL表示栈为空。

2. 不使用头结点

Node *init() 
{return NULL;
}

此时为空栈直接返回NULL。

使用头结点的优点是:

• 代码实现更简单,操作时直接使用 head指针代表栈 Head
• 判断栈空时用head->next判断,避免每次都对NULL指针进行判断

不使用头结点可以减少一个额外的结点开销。

一般来说,使用头结点法是较为常见的链栈初始化实现方式。它简化了空栈的判断及后续的插入、删除等操作。

所以使用头结点法初始化一个链栈一般是最佳实践。

接下来的写法都是基于带头节点的链表来实现。

3. 判栈空

bool empty(Node *dummy)
{return dummy->next == NULL;
}

4. 进栈

void push(Node *dummy, int x)
{Node *node = new Node(x);node->next = dummy->next;dummy->next = node;
}

5. 出栈

// 为了使代码简洁突出原理，以下所有操作默认都是合法的
void pop(Node *dummy)
{dummy->next = dummy->next->next;
}

6. 读栈顶元素

int top(Node *dummy)
{return dummy->next->val;
}

完整代码

#include <iostream>using namespace std;struct Node
{int val;Node *next;Node(int x) : val(x), next(NULL) {}
};// 链栈初始化
Node *init()    
{Node *dummy = new Node(-1);return dummy;
}bool empty(Node *dummy)
{return dummy->next == NULL;
}void push(Node *dummy, int x)
{Node *node = new Node(x);node->next = dummy->next;dummy->next = node;
}// 为了使代码简洁突出原理，以下所有操作默认都是合法的
void pop(Node *dummy)
{dummy->next = dummy->next->next;
}int top(Node *dummy)
{return dummy->next->val;
}// 出栈链表剩余元素并输出
void print(Node *dummy)
{while (!empty(dummy)){cout << top(dummy) << ' ';pop(dummy);}cout << endl;
}int main()  
{// 测试链栈各操作Node *dummy = init();push(dummy, 1);push(dummy, 2);push(dummy, 3);push(dummy, 4);printf("栈顶元素：%d\n", top(dummy));pop(dummy);printf("栈顶元素：%d\n", top(dummy));printf("栈是否为空：%d\n", empty(dummy));print(dummy);return 0;
}

栈顶元素：4
栈顶元素：3
栈是否为空：0
3 2 1 

class MyQueue {
private:stack<int> in, out;void in2out() {while (!in.empty()) {out.push(in.top());in.pop();}}
public:MyQueue() {}void push(int x) {in.push(x);}int pop() {if (out.empty()) {in2out();}int res = out.top();out.pop();return res;}int peek() {if (out.empty()) {in2out();}return out.top();}bool empty() {return out.empty() && in.empty();}
};/*** Your MyQueue object will be instantiated and called as such:* MyQueue* obj = new MyQueue();* obj->push(x);* int param_2 = obj->pop();* int param_3 = obj->peek();* bool param_4 = obj->empty();*/

class MyStack {
private:queue<int> q1, q2;public:MyStack() {}void push(int x) {q2.push(x);while (!q1.empty()) {q2.push(q1.front());q1.pop();}swap(q1, q2);}int pop() {int res = q1.front();q1.pop();return res;}int top() {return q1.front();}bool empty() {return q1.empty();}
};/*** Your MyStack object will be instantiated and called as such:* MyStack* obj = new MyStack();* obj->push(x);* int param_2 = obj->pop();* int param_3 = obj->top();* bool param_4 = obj->empty();*/

class MyStack {
private:queue<int> q;public:MyStack() {}void push(int x) {int n = q.size();q.push(x);while (n --) {q.push(q.front());q.pop();}}int pop() {int res = q.front();q.pop();return res;}int top() {return q.front();}bool empty() {return q.empty();}
};/*** Your MyStack object will be instantiated and called as such:* MyStack* obj = new MyStack();* obj->push(x);* int param_2 = obj->pop();* int param_3 = obj->top();* bool param_4 = obj->empty();*/

括号匹配

这个代码利用STL的stack来实现:

• 遍历字符串,遇到开括号入栈
• 遇到闭括号出栈与之比对
• 最后判断栈是否为空,为空则括号匹配

通过给出具体代码,可以更清晰体现栈在括号匹配中的应用。

#include <iostream>
#include <stack>using namespace std;bool bracketMatch(string str)
{stack<char> s;for (char c: str){if (c == '(' || c == '[' || c == '{') s.push(c);else{if (s.empty()) return false;char top = s.top();s.pop();if ((c==')' && top!='(') ||(c==']' && top!='[') ||(c=='}' && top!='{')) return false;}}return s.empty();
}int main()
{string s1 = "((()))";string s2 = "([{{}])";if(bracketMatch(s1))cout << "s1 matched" << endl;elsecout << "s1 not matched" << endl;if(bracketMatch(s2))cout << "s2 matched" << endl;elsecout << "s2 not matched" << endl;return 0;
}

AcWing.3302中缀表达式求值：

2种解法：

1. 直接求解

2. 将中缀表达式转换为后缀表达式后进行解决

完整代码链接：https://www.acwing.com/activity/content/code/content/1466076/

冲击高分的同学需要掌握具体代码的实现

冲击平均分的同学只需理解算法

这里给出第二种解法的参考代码：

#include <iostream>
#include <stack>
#include <string>using namespace std;// 操作符优先级
int priority(char op) {if(op == '+' || op == '-')return 1;else if(op == '*' || op == '/') return 2;else return 0;
}string infixToPostfix(string infix) {stack<char> st;string postfix;for(char c: infix) {if(c == ' ') continue; //跳过空格if ((c >= 'A' && c <= 'Z') || (c >= 'a' && c <= 'z')) { // c是字母// if(isdigit(c)) {  // c是具体的数字postfix += c; //操作数直接加入后缀表达式}else if(c == '(') {st.push(c); //左括号入栈}else if(c == ')') {while(!st.empty() && st.top() != '(') {postfix += st.top();st.pop();}if(!st.empty() && st.top() != '(') {return "Invalid Expression"; }st.pop(); //弹出左括号}else { //运算符while(!st.empty() && priority(c) <= priority(st.top())) {postfix += st.top();st.pop();  }st.push(c);}}while(!st.empty()) {if(st.top() == '(') return "Invalid Expression";postfix += st.top();st.pop();}return postfix;
}int main() {string infix;cin >> infix;string postfix = infixToPostfix(infix);cout << postfix << endl;return 0;
}

输入：

(a+b)*(c+d)

输出：

ab+cd+*