面試題 03.05. 棧排序

題目：

棧排序。 編寫程序，對棧進行排序使最小元素位於棧頂。最多只能使用一個其他的臨時棧存放數據，但不得將元素復制到別的數據結構（如數組）中。該棧支持如下操作：push、pop、peek 和 isEmpty。當棧為空時，peek 返回 -1。

示例1:

輸入：
["SortedStack", "push", "push", "peek", "pop", "peek"]
[[], [1], [2], [], [], []]
輸出：
[null,null,null,1,null,2]
示例2:

輸入：
["SortedStack", "pop", "pop", "push", "pop", "isEmpty"]
[[], [], [], [1], [], []]
輸出：
[null,null,null,null,null,true]
說明:

棧中的元素數目在[0, 5000]范圍內。

解答：

方法1：

堆排序，復雜度n*logn（n次操作，pop_heap最大logn）

class SortedStack {
public:
    vector<int> data;
    SortedStack() {
    }
    
    void push(int val) {
        data.push_back(val);
        make_heap(data.begin(),data.end(),[](const int& a,const int& b){return a>b;});
    }
    
    void pop() {
        if(data.empty()){
            return;
        }
        pop_heap(data.begin(),data.end(),[](const int& a,const int& b){return a>b;});
        data.pop_back();
    }
    
    int peek() {
        if(data.empty()){
            return -1;
        }
        return data[0];
    }
    
    bool isEmpty() {
        return data.empty();
    }
};

/**
 * Your SortedStack object will be instantiated and called as such:
 * SortedStack* obj = new SortedStack();
 * obj->push(val);
 * obj->pop();
 * int param_3 = obj->peek();
 * bool param_4 = obj->isEmpty();
 */

 

注：下面兩個方法代碼不是我寫的

 方法2：

每次push都直接排序，復雜度n^2（n,n-1,n-2,n-3...3,2,1這樣倒序push的情況）

class SortedStack {
private:
    stack<int> data;
    stack<int> help;
public:
    SortedStack() {

    }
    
    void push(int val) {
        if (!data.empty() && val > data.top()) {
            while (!data.empty() && val > data.top()) {
                int temp = data.top();
                data.pop();
                help.push(temp);
            }
            data.push(val);
            while (!help.empty()) {
                int temp = help.top();
                help.pop();
                data.push(temp);
            }
        } else {
            data.push(val);
        }
    }
    
    void pop() {
        if (!data.empty()) {
            data.pop();
        }
    }
    
    int peek() {
        if (!data.empty()) {
            return data.top();
        } else {
            return -1;
        }
    }
    
    bool isEmpty() {
        return data.empty();
    }
};

 

 方法3：

等到pop再排序，即有連續的push先不排序，先在輔助棧里攢着。如果需要pop了，把輔助棧的數字一股腦push到主棧。再pop。

class SortedStack {
private:
    stack<int>s1;//原棧為升序
    stack<int>s2;//輔助棧為降序
public:
    SortedStack() {
        
    }
    
    void push(int val) {
        while(!s2.empty()&&s2.top()>val){//輔助棧中存在比val大的值
            s1.push(s2.top());
            s2.pop();
        }
        while(!s1.empty()&&s1.top()<val){//原棧中有比val小的值
            s2.push(s1.top());
            s1.pop();
        }
        s1.push(val);
    }
    
    void pop() {
        while(!s2.empty()){//清空輔助棧
            s1.push(s2.top());
            s2.pop();
        }
        if(!s1.empty()) s1.pop();
    }
    
    int peek() {
        while(!s2.empty()){//清空輔助棧
            s1.push(s2.top());
            s2.pop();
        }
        if(!s1.empty()) return s1.top();
        else return -1;
    }
    
    bool isEmpty() {
        return s1.empty()&&s2.empty();
    }
};