24暑假算法刷题 | Day11 | LeetCode 150. 逆波兰表达式求值，239. 滑动窗口最大值，347. 前K个高频元素

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• 150. 逆波兰表达式求值
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• 239. 滑动窗口最大值
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• 347. 前K个高频元素
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150. 逆波兰表达式求值

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题目描述

给你一个字符串数组 tokens ，表示一个根据 逆波兰表示法 表示的算术表达式。

请你计算该表达式。返回一个表示表达式值的整数。

注意：

• 有效的算符为 '+'、'-'、'*' 和 '/' 。
• 每个操作数（运算对象）都可以是一个整数或者另一个表达式。
• 两个整数之间的除法总是 向零截断 。
• 表达式中不含除零运算。
• 输入是一个根据逆波兰表示法表示的算术表达式。
• 答案及所有中间计算结果可以用 32 位 整数表示。

示例 1：

输入：tokens = ["2","1","+","3","*"]
输出：9
解释：该算式转化为常见的中缀算术表达式为：((2 + 1) * 3) = 9

示例 2：

输入：tokens = ["4","13","5","/","+"]
输出：6
解释：该算式转化为常见的中缀算术表达式为：(4 + (13 / 5)) = 6

示例 3：

输入：tokens = ["10","6","9","3","+","-11","*","/","*","17","+","5","+"]
输出：22
解释：该算式转化为常见的中缀算术表达式为：
  ((10 * (6 / ((9 + 3) * -11))) + 17) + 5
= ((10 * (6 / (12 * -11))) + 17) + 5
= ((10 * (6 / -132)) + 17) + 5
= ((10 * 0) + 17) + 5
= (0 + 17) + 5
= 17 + 5
= 22

提示：

• 1 <= tokens.length <= 104
• tokens[i] 是一个算符（"+"、"-"、"*" 或 "/"），或是在范围 [-200, 200] 内的一个整数

题解

栈的经典题目 ✨

由于逆波兰表达式的特点，每个运算符总是要处理其前面的两个操作数。因此，可以采用栈存储表达式中的操作数，当遇到运算符时就弹出栈顶两个元素、进行运算，并把结果入栈。最后，这般处理完整个表达式，栈中剩余的唯一元素就是计算结果。

代码（C++）

int evalRPN(vector<string> &tokens)
{
    stack<int> numSt; // 存储数字的栈
    for (const string &token : tokens) { 
        if (token == "+") {
            int num1 = numSt.top();
            numSt.pop();
            int num2 = numSt.top();
            numSt.pop();
            numSt.push(num1 + num2);
        } else if (token == "-") {
            int num1 = numSt.top();
            numSt.pop();
            int num2 = numSt.top();
            numSt.pop();
            numSt.push(num2 - num1);
        } else if (token == "*") {
            int num1 = numSt.top();
            numSt.pop();
            int num2 = numSt.top();
            numSt.pop();
            numSt.push(num1 * num2);
        } else if (token == "/") {
            int num1 = numSt.top();
            numSt.pop();
            int num2 = numSt.top();
            numSt.pop();
            numSt.push(num2 / num1);
        } else 
            numSt.push(stoi(token)); // 数字无脑入栈即可
    }
    return numSt.top();
}

239. 滑动窗口最大值

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题目描述

给你一个整数数组 nums，有一个大小为 k 的滑动窗口从数组的最左侧移动到数组的最右侧。你只可以看到在滑动窗口内的 k 个数字。滑动窗口每次只向右移动一位。

返回 滑动窗口中的最大值 。

示例 1：

输入：nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], k = 3
输出：[3,3,5,5,6,7]
解释：
滑动窗口的位置                最大值
---------------               -----
[1  3  -1] -3  5  3  6  7       3
 1 [3  -1  -3] 5  3  6  7       3
 1  3 [-1  -3  5] 3  6  7       5
 1  3  -1 [-3  5  3] 6  7       5
 1  3  -1  -3 [5  3  6] 7       6
 1  3  -1  -3  5 [3  6  7]      7

示例 2：

输入：nums = [1], k = 1
输出：[1]

提示：

• 1 <= nums.length <= 105
• -104 <= nums[i] <= 104
• 1 <= k <= nums.length

题解

LeetCode标记 困难 \textcolor{red}{\text{困难}} 困难 题目

题目不难理解，可以先无脑写出暴力解法：

vector<int> maxSlidingWindowViolence(vector<int> &nums, int k)
{
    vector<int> res;
    int left = 0, right = k - 1;
    while (right < nums.size())
    {
        int maxNum = nums[left];
        for (int i = left + 1; i <= right; i++)
            maxNum = max(maxNum, nums[i]);
        res.push_back(maxNum);
        left++, right++;
    }
    return res;
}

不出意外地，在数据量大时超时了