《Cracking the Coding Interview》——第3章：栈和队列——题目6

2014-03-19 03:01

题目：给定一个栈，设计一个算法，在只使用栈操作的情况下将其排序。你可以额外用一个栈。排序完成后，最大元素在栈顶。

解法：我在草稿纸上试了试{1,4,2,3}之类的小例子，大概两三分钟有了思路。既然比较性排序是基于比较和交换的，那么就在两个栈的栈顶进行比较，同时在栈顶进行交换，此处需要O(1)的空间来进行交换。具体实现请看代码，时间复杂度为O(n^2)。

代码：

// 3.6 Try to sort the elements in a stack with the aid of at most one more stack.
#include <cstdio>
#include <stack>
using namespace std;

class Solution {
public:
    void sortStack(stack<int> &s1) {
        if (s1.empty()) {
            return;
        }
        // extra O(n) here
        stack<int> s2;
        // extra O(1) here
        int val;
        
        while (!s1.empty()) {
            if (s2.empty() || s1.top() <= s2.top()) {
                s2.push(s1.top());
                s1.pop();
            } else {
                val = s1.top();
                s1.pop();
                while (!s2.empty() && s2.top() < val) {
                    s1.push(s2.top());
                    s2.pop();
                }
                s2.push(val);
            }
        }
        while (!s2.empty()) {
            s1.push(s2.top());
            s2.pop();
        }
    }
};

int main()
{
    Solution sol;
    int i, n, val;
    stack<int> st;
    
    while (scanf("%d", &n) == 1 && n > 0) {
        for (i = 0; i < n; ++i) {
            scanf("%d", &val);
            st.push(val);
        }
        sol.sortStack(st);
        
        printf("%d", st.top());
        st.pop();
        while (!st.empty()) {
            printf(" %d", st.top());
            st.pop();
        }
        printf("\n");
    }
    
    return 0;
}