【程序员面试金典】面试题 03.03. 堆盘子

题目

堆盘子。设想有一堆盘子，堆太高可能会倒下来。因此，在现实生活中，盘子堆到一定高度时，我们就会另外堆一堆盘子。请实现数据结构SetOfStacks，模拟这种行为。SetOfStacks应该由多个栈组成，并且在前一个栈填满时新建一个栈。此外，SetOfStacks.push()和SetOfStacks.pop()应该与普通栈的操作方法相同（也就是说，pop()返回的值，应该跟只有一个栈时的情况一样）。 进阶：实现一个popAt(int index)方法，根据指定的子栈，执行pop操作。
当某个栈为空时，应当删除该栈。当栈中没有元素或不存在该栈时，pop，popAt 应返回 -1.

示例1:

输入：
["StackOfPlates", "push", "push", "popAt", "pop", "pop"]
[[1], [1], [2], [1], [], []]
输出：
[null, null, null, 2, 1, -1]

示例2:

输入：
["StackOfPlates", "push", "push", "push", "popAt", "popAt", "popAt"]
[[2], [1], [2], [3], [0], [0], [0]]
输出：
[null, null, null, null, 2, 1, 3]

思路

使用二维数组表示多个栈，每行表示一个栈。

代码

时间复杂度：O(1)
空间复杂度：O(1)

class StackOfPlates {
    int size;
    vector<vector<int>> vec;
public:
    StackOfPlates(int cap) {
        size = cap;
        vec.push_back(vector<int>());
    }
    
    void push(int val) {
        if (size > 0) {
            if (!vec.empty() && vec.back().size() < size) {
                vec.back().push_back(val);
            } else {
                vec.push_back(vector<int>());  // 添加一个栈
                vec.back().push_back(val);
            }
        }
    }
    
    int pop() {
        if (size > 0) {
            if (vec.empty() || (vec.size() == 1 && vec.back().empty())) return -1;
            int val = vec.back().back();
            vec.back().pop_back();
            if (vec.back().empty()) vec.pop_back();  // 删除一个栈
            return val;
        }
        return -1;
    }
    
    int popAt(int index) {
        if (size > 0) {
            if (vec.empty() || index >= vec.size() || (vec.size() == 1 && vec.back().empty())) return -1;
            int val = vec[index].back();
            vec[index].pop_back();
            if (vec[index].empty()) vec.erase(vec.begin() + index);  // 删除指定下标栈
            return val;
        }
        return -1;
    }
};