[LeetCode] 281. Zigzag Iterator 之字形迭代器

 

Given two 1d vectors, implement an iterator to return their elements alternately.

Example:

Input:
v1 = [1,2]
v2 = [3,4,5,6] 

Output: [1,3,2,4,5,6]

Explanation: By calling next repeatedly until hasNext returns false, 
             the order of elements returned by next should be: [1,3,2,4,5,6].

Follow up: What if you are given k 1d vectors? How well can your code be extended to such cases?

Clarification for the follow up question:
The "Zigzag" order is not clearly defined and is ambiguous for k > 2 cases. If "Zigzag" does not look right to you, replace "Zigzag" with "Cyclic". For example:

Input:
[1,2,3]
[4,5,6,7]
[8,9]

Output: [1,4,8,2,5,9,3,6,7].

 

這道題讓我們寫一個之字形迭代器，跟之前那道 Flatten 2D Vector 有些類似，那道題是橫向打印，這道題是縱向打印，雖然方向不同，但是實現思路都是大同小異。博主最先想到的方法是用兩個變量i和j分別記錄兩個向量的當前元素位置，初始化為0，然后當 i<=j 時，則說明需要打印 v1 數組的元素，反之則打印 v2 數組中的元素。在 hasNext 函數中，當i或j打印等於對應數組的長度時，將其賦為一個特大值，這樣不影響打印另一個數組的值，只有當i和j都超過格子數組的長度時，返回 false，參見代碼如下：

 

解法一：

class ZigzagIterator {
public:
    ZigzagIterator(vector<int>& v1, vector<int>& v2) {
        v.push_back(v1);
        v.push_back(v2);
        i = j = 0;
    }
    int next() {
        return i <= j ? v[0][i++] : v[1][j++];
    }
    bool hasNext() {
        if (i >= v[0].size()) i = INT_MAX;
        if (j >= v[1].size()) j = INT_MAX;
        return i < v[0].size() || j < v[1].size();
    }
private:
    vector<vector<int>> v;
    int i, j;
};

 

下面來看另一種解法，這種解法直接在初始化的時候就兩個數組按照之字形的順序存入另一個一位數組中了，那么就按順序打印新數組中的值即可，參見代碼如下：

 

解法二：

class ZigzagIterator {
public:
    ZigzagIterator(vector<int>& v1, vector<int>& v2) {
        int n1 = v1.size(), n2 = v2.size(), n = max(n1, n2);
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            if (i < n1) v.push_back(v1[i]);
            if (i < n2) v.push_back(v2[i]);
        }
    }
    int next() {
        return v[i++];
    }
    bool hasNext() {
        return i < v.size();
    }
private:
    vector<int> v;
    int i = 0;
};

 

由於題目中的 Follow up 讓將輸入換成k個數組的情況，那么上面的解法一就不適用了，解法二的空間復雜度比較高，所以需要一種更高效的方法。這里可以采用 queue 加 iterator 的方法，用一個 queue 里面保存 iterator 的 pair，在初始化的時候，有幾個數組就生成幾個 pair 放到 queue 中，每個 pair 保存該數組的首位置和尾位置的 iterator，在 next() 函數中，取出 queue 隊首的一個 pair，如果當前的 iterator 不等於 end()，將其下一個位置的 iterator 和 end 存入隊尾，然后返回當前位置的值。在 hasNext() 函數中，只需要看 queue 是否為空即可，參見代碼如下：

 

解法三：

class ZigzagIterator {
public:
    ZigzagIterator(vector<int>& v1, vector<int>& v2) {
        if (!v1.empty()) q.push(make_pair(v1.begin(), v1.end()));
        if (!v2.empty()) q.push(make_pair(v2.begin(), v2.end()));
    }
    int next() {
        auto it = q.front().first, end = q.front().second;
        q.pop();
        if (it + 1 != end) q.push(make_pair(it + 1, end));
        return *it;
    }
    bool hasNext() {
        return !q.empty();
    }
private:
    queue<pair<vector<int>::iterator, vector<int>::iterator>> q;
};

 

Github 同步地址：

https://github.com/grandyang/leetcode/issues/281

 

類似題目：

Flatten 2D Vector

 

參考資料：

https://leetcode.com/problems/zigzag-iterator/

https://leetcode.com/problems/zigzag-iterator/discuss/71781/Short-Java-O(1)-space

https://leetcode.com/problems/zigzag-iterator/discuss/71779/Simple-Java-solution-for-K-vector

https://leetcode.com/problems/zigzag-iterator/discuss/71835/C%2B%2B-with-queue-(compatible-with-k-vectors)

 

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