栈是只能在某一端插入和删除的特殊线性表。用桶堆积物品,先堆进来的压在底下,随后一件一件往上堆。取走时,只能从上面一件一件取。堆和取都在顶部进行,底部一般是不动的。
栈就是一种类似桶堆积物品的数据结构,进行删除和插人的一端称栈顶,另一堆称栈底。插人一般称为进栈(PUSH),删除则称为退栈(POP)。栈也称为后进先出表(LIFO表)。
一个栈可以用定长为 n 的数组 s 来示,用一个栈指针top指向栈顶。 若top=0,表示栈空,10P=n时栈满。
进栈时top加1.退栈时top减1.当top<0时为下溢。栈指针在运算中永远指向栈顶。
【经典题目】
有一个火车站,铁路如图所示,每辆火车从A驶入,再从B方向驶出,同时它的车厢可以重新组合。假设从A方向驶来的火车有n节(n≤1000),分别按照顺序编号为1,2,3,…,n。假定在进入车站前,每节车厢之间都不是连着的,并且它们可以自行移动到B处的铁轨上。另外假定车站C可以停放任意多节车厢。但是一旦进入车站C,它就不能再回到A方向的铁轨上了,并且一旦当它进入B方向的铁轨,它就不能再回到车站C。
负责车厢调度的工作人员需要知道能否使它以a1,a2,…,an的顺序从B方向驶出,请来判断能否得到指定的车厢顺序。
【输入】
第一行为一个整数n,其中n≤1000,表示有n节车厢,第二行为n个数字,表示指定的车厢顺序。
【输出】
如果可以得到指定的车厢顺序,则输出一个字符串”YES”,否则输出”NO”(注意要大写,不包含引号)。
【输入样例】
5
5 4 3 2 1
【输出样例】
YES
【解析】
观察发现,整个调度过程其实是在模拟入栈出栈的过程,而这个过程中,我们可以分成三种状态:栈前、栈中、栈后。我们可以发现,当某个数字出栈了,说明比它小的数字要么已经出栈了,要么还在栈里,不能是入栈前状态,并且在栈中的顺序是从大到小的(从栈顶往栈底看),比如出5,那么1,2,3,4要么已经在5之前出了,要么还在栈中(假如1,3,4在栈中,从栈顶往栈底看依次为4,3,1),不能是入栈前的状态。如果某个数字要出栈,那么当前在栈中的数字都必须小于它,否则就与栈的性质矛盾,不合法,于是我们可以这样解决:
从第一个数字开始扫描,a[i]表示当前出栈的数字,如果有比a[i]大的数字还在栈中,那么就产生矛盾,输出“NO”;否则,标记当前数字a[i]为栈后状态,那么[1, a[i]-1]这些数字如果还没出栈,标记为栈中状态。具体我们可以用0表示为确定状态,1表示栈中状态,2表示栈后状态。
【参考程序】
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<string>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<ctime>
#include<algorithm>
#include<utility>
#include<stack>
#include<queue>
#include<vector>
#include<set>
#include<map>
#define PI acos(-1.0)
#define E 1e-9
#define INF 0x3f3f3f3f
#define LL long long
const int MOD=1000000007;
const int N=10000+5;
const int dx[]= {-1,1,0,0};
const int dy[]= {0,0,-1,1};
using namespace std;
int a[N];
stack<int> S;
int main(){
int n;
cin>>n;
for(int i=1;i<=n;i++)//a[i]为到达B站的车厢
cin>>a[i];
int cur=1;//cur为需要进栈的车厢
for(int i=1;i<=n;i++)//进栈,到达A站;出栈,到达B站
{
while(cur<=a[i])//比a[i]小的车厢都要在栈中
S.push(cur++);
if(S.top()==a[i])//将a[i]弹出栈
S.pop();
else
{
cout<<"NO"<<endl;
return 0;
}
}
cout<<"YES"<<endl;
return 0;
}
总结:
栈就好比一个水杯,装满水后溢出的始终是最后倒入的。“先进后出”,“后进先出”。