面试题 03.05. 栈排序

题目：

栈排序。 编写程序，对栈进行排序使最小元素位于栈顶。最多只能使用一个其他的临时栈存放数据，但不得将元素复制到别的数据结构（如数组）中。该栈支持如下操作：push、pop、peek 和 isEmpty。当栈为空时，peek 返回 -1。

示例1:

输入：
["SortedStack", "push", "push", "peek", "pop", "peek"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出：
[null,null,null,1,null,2]
示例2:

输入：
["SortedStack", "pop", "pop", "push", "pop", "isEmpty"]
[[], [], [], [1], [], []]
输出：
[null,null,null,null,null,true]
说明:

栈中的元素数目在[0, 5000]范围内。

解答：

方法1：

堆排序，复杂度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：下面两个方法代码不是我写的

 方法2：

每次push都直接排序，复杂度n^2（n,n-1,n-2,n-3...3,2,1这样倒序push的情况）

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，即有连续的push先不排序，先在辅助栈里攒着。如果需要pop了，把辅助栈的数字一股脑push到主栈。再pop。

class SortedStack {
private:
    stack<int>s1;//原栈为升序
    stack<int>s2;//辅助栈为降序
public:
    SortedStack() {
        
    }
    
    void push(int val) {
        while(!s2.empty()&&s2.top()>val){//辅助栈中存在比val大的值
            s1.push(s2.top());
            s2.pop();
        }
        while(!s1.empty()&&s1.top()<val){//原栈中有比val小的值
            s2.push(s1.top());
            s1.pop();
        }
        s1.push(val);
    }
    
    void pop() {
        while(!s2.empty()){//清空辅助栈
            s1.push(s2.top());
            s2.pop();
        }
        if(!s1.empty()) s1.pop();
    }
    
    int peek() {
        while(!s2.empty()){//清空辅助栈
            s1.push(s2.top());
            s2.pop();
        }
        if(!s1.empty()) return s1.top();
        else return -1;
    }
    
    bool isEmpty() {
        return s1.empty()&&s2.empty();
    }
};