集合栈计算机(The SetStack Computer)

The SetStack Computer

题目是这样的：

***

【分析】

       为每个不同的集合分配一个唯一的ID，则每个集合都可以表示成所包含元素的ID集合，这样就可以用STL的set<int>来表示了，而整个栈则是一个stack<int>。

用C++语言编写程序，代码如下：

#include<iostream>
#include<stack>
#include<set>
#include<map>
#include<vector>
#include<string>
#include <algorithm>
using namespace std;

#define ALL(x) x.begin(), x.end()//所有的内容
#define INS(x) inserter(x, x.begin())//插入迭代器
typedef set<int> Set;
map<Set, int> IDcache; //把集合映射成ID
vector<Set> Setcache; //根据ID取集合

//查找给定集合x的ID。如果找不到，分配一个新ID
int ID(Set x) {
    if (IDcache.count(x)) return IDcache[x];
    Setcache.push_back(x);//添加集合
    return IDcache[x] = Setcache.size() - 1;
}

int main() {
    int T;
    cin >> T;
    while (T--) {
        stack<int> s;//题目中的栈
        int n;
        cin >> n;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            string op;
            cin >> op;
            if (op[0] == 'P') s.push(ID(Set()));
            else if (op[0] == 'D') s.push(s.top());
            else {
                Set x1 = Setcache[s.top()]; s.pop();
                Set x2 = Setcache[s.top()]; s.pop();
                Set x;
                if (op[0] == 'U') set_union(ALL(x1), ALL(x2), INS(x));
                if (op[0] == 'I') set_intersection(ALL(x1), ALL(x2), INS(x));
                if (op[0] == 'A') { x = x2; x.insert(ID(x1)); }
                //cout << "................." << x.size() << endl;//测试语句
                s.push(ID(x));
            }
            cout << Setcache[s.top()].size() << endl;
        }
        cout << "***" << endl;
    }
    return 0;
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.Scanner;
import java.util.Stack;

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner input = new Scanner(System.in);
		
		int t = input.nextInt();//测试数据的组数
		//将集合映射成ID（使用HashMap可以保证集合的唯一性，即一个集合对应一个ID）
		HashMap<HashSet<Integer>, Integer> IDcache = new HashMap<HashSet<Integer>, Integer>();
		//储存集合，而链表的下标正是对应集合的ID。所以通过下标我们可以得到对应的集合。
		ArrayList<HashSet<Integer>> Setcache = new ArrayList<HashSet<Integer>>();
		
		for(int i = 0; i < t; i++) {
			int n = input.nextInt();
			//模拟栈（栈中存ID，ID表集合）
			Stack<Integer> s = new Stack<Integer>();
			for(int j = 0; j < n; j++) {
				String x = input.next();
				char temp = x.charAt(0);
				if(temp == 'P')
					//寻找空集对应的ID，然后将ID加入栈中
					s.push(ID(new HashSet<Integer>(), IDcache, Setcache));
				else if(temp == 'D')
					//查看栈顶元素，并将栈顶元素复制再加入栈中
					s.push(s.peek());
				else {
					//通过出栈得到栈顶集合的ID，再有Setcache链表找到原集合，将该集合作为参数创建一个新集合
					//注意................
					//为什么不找到原集合后就直接赋值给集合对象x1或x2呢？如：HashSet<Integer> x1 = Setcache.get(s.pop())
					//原因：因为Setcache链表找到原集合时，返回的是该集合的引用，即集合对象的地址。那么当我们进行下面操作时，必然会改变
					//Setcache链表内原有的集合，那样并不是我们所想要的，我们只是想要一个内容一样的集合而已，那么我们只需用返回的集合去构造一个新集合即可。
					//找到的原集合内所包含的元素就会复制一份到新集合中。这也是跟C++中有所不同的地方，C++返回对象时，进行 x1 = 对象 这一赋值过程中是对象内部值的复制。
					//也就是说它会把表达式右边的对象内部的元素一一赋值到新的对象 x1 去，那样也同我们java上述操作一样了。
					HashSet<Integer> x1 = new HashSet<Integer>(Setcache.get(s.pop()));
					HashSet<Integer> x2 = new HashSet<Integer>(Setcache.get(s.pop()));
					//HashSet<Integer> x3 = new HashSet<Integer>();
					if(temp == 'U')
						x2.addAll(x1);
					else if(temp == 'I')
						x2.retainAll(x1);
					else
						x2.add(ID(x1, IDcache, Setcache));
					//System.out.println("..............." + x2.size());
					s.push(ID(x2, IDcache, Setcache));
				}
				System.out.println(Setcache.get(s.peek()).size());
			}
			System.out.println("***");
		}
	}
	public static Integer ID(HashSet<Integer> x, HashMap<HashSet<Integer>, Integer> IDcache,
			ArrayList<HashSet<Integer>> Setcache) {
		if(IDcache.containsKey(x))
			return IDcache.get(x);
		Setcache.add(x);
		IDcache.put(x, Setcache.size() - 1);
		return Setcache.size() - 1;
	}
}