2010年第1題
若元素 a,b,c,d,e,f 依次進棧,允許進棧、退棧操作交替進行,但不允許連續三次進行退棧操作,則不可能得到的出棧序列是( )
A. dcebfa \qquad B. cbdaef \qquad C. bcaefd \qquad D. afedcb
解析
本題主要考查的知識點有:
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棧的基本特性(后進先出,LIFO):
- 棧是一種線性數據結構,元素只能從一端(棧頂)進行插入(push,進棧)和刪除(pop,退棧)操作。
- 后進先出(LIFO)原則:最后進棧的元素最先出棧。進棧順序固定(本題中為 a, b, c, d, e, f 依次進棧),但出棧順序取決于進棧和退棧操作的序列。
- 出棧序列必須滿足棧的合法性:對于任意元素,如果它出棧時棧中還有其他元素,則這些元素必須是在它之后進棧的,且出棧順序必須符合 LIFO 約束。
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操作序列的約束(不允許連續三次退棧):
- 操作序列由 push 和 pop 組成,元素必須按順序依次進棧(即 push 操作必須為 push a → push b → … → push f)。
- 約束條件:pop 操作不能連續進行三次或以上。也就是說,在操作序列中,任何兩個 pop 操作之間必須至少有一個 push 操作(或初始操作),以防止出現三個連續的 pop。
- 這一約束增加了題目難度,因為它限制了某些在無約束下合法的出棧序列。需要驗證出棧序列是否能在滿足約束的操作序列下實現。
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出棧序列的合法性分析:
- 給定進棧順序,一個出棧序列合法,當且僅當存在一個操作序列(push 和 pop 交替),使得所有元素按出棧序列順序被彈出,且棧狀態始終合法(例如,不能對空棧 pop)。
- 在本題中,還需額外檢查操作序列是否違反“不允許連續三次 pop”的約束。分析時需模擬操作序列,確保:
- pop 操作最多連續出現兩次,之后必須有 push 操作中斷。
- push 操作可以連續(無約束),但必須按順序(a, b, c, d, e, f)。
根據上述分析,觀察題目的選項,找出出棧操作不能連續三次,也就是在出棧序列中,不能有三個連續的進棧序列中“逆序”的元素。顯然,選項 D 破會了這個規則,其中“fed”對應著從棧中連續有這三個元素出棧。
本題在經典棧序列問題(如判斷合法出棧序列)的基礎上,增加了“不允許連續三次退棧操作”的約束。這反映了實際應用中操作限制的常見場景(如防止棧下溢或資源沖突)。解題需同時考慮棧的 LIFO 特性和操作序列的動態約束,提升了分析復雜度。
本題答案:D