检查Java栈元素是否成对连续

栈是计算机科学中一种基本数据结构，通常因其后进先出 (LIFO)特性而被使用。在使用栈的过程中，可能会遇到一个有趣的问题：检查栈的元素是否成对连续。在本文中，我们将学习如何使用Java解决这个问题，确保解决方案高效且清晰。

问题陈述

给定一个整数栈，任务是确定栈的元素是否成对连续。如果两个元素的差值为1，则认为它们是连续的。

输入

4, 5, 2, 3, 10, 11

输出

Are elements pairwise consecutive?
true

检查栈元素是否成对连续的步骤

以下是检查栈元素是否成对连续的步骤：

  • 检查栈的大小：如果栈有奇数个元素，则最后一个元素将没有配对，因此在成对检查时应忽略它。
  • 成对检查：循环遍历栈，成对弹出元素，并检查它们是否连续。
  • 恢复栈：执行检查后，应将栈恢复到其原始状态。

检查Java栈元素是否成对连续的程序

以下是Java程序，用于检查栈元素是否成对连续：

import java.util.Stack;
public class PairwiseConsecutiveChecker 
{
    public static boolean areElementsPairwiseConsecutive(Stack<Integer> stack) {
        // Base case: If the stack is empty or has only one element, return true
        if (stack.isEmpty() || stack.size() == 1) {
            return true;
        }

        // Use a temporary stack to hold elements while we check
        Stack<Integer> tempStack = new Stack<>();
        boolean isPairwiseConsecutive = true;

        // Process the stack elements in pairs
        while (!stack.isEmpty()) {
            int first = stack.pop();
            tempStack.push(first);

            if (!stack.isEmpty()) {
                int second = stack.pop();
                tempStack.push(second);

                // Check if the pair is consecutive
                if (Math.abs(first - second) != 1) {
                    isPairwiseConsecutive = false;
                }
            }
        }

        // Restore the original stack
        while (!tempStack.isEmpty()) {
            stack.push(tempStack.pop());
        }

        return isPairwiseConsecutive;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        stack.push(4);
        stack.push(5);
        stack.push(2);
        stack.push(3);
        stack.push(10);
        stack.push(11);

        boolean result = areElementsPairwiseConsecutive(stack);

        System.out.println("Are elements pairwise consecutive? " + result);
    }
}

解释

恢复栈：由于我们在检查对时修改了栈，因此在检查完成后将其恢复到原始状态非常重要。这确保了栈在任何后续操作中保持不变。

边缘情况：该函数处理空栈或只有一个元素的栈等边缘情况，因为这些情况微不足道地满足条件，所以返回true。

时间复杂度：这种方法的时间复杂度为O(n)，其中n是栈中元素的数量。这是因为我们只遍历栈一次，根据需要弹出和压入元素。

空间复杂度：由于使用了临时栈，空间复杂度也为O(n)。

结论

此解决方案提供了一种有效的方法来检查栈中的元素是否成对连续。关键是成对处理栈，并确保操作后栈恢复到其原始状态。这种方法在提供清晰有效的解决方案的同时，维护了栈的完整性。

更新于：2024年9月19日

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