算法——利用两个栈实现栈排序

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。
leetcode.

思路:利用两个栈,分别实现大顶堆和小顶堆,以小顶的栈为主栈,另一个栈为辅助栈,其中小顶的栈的数据全部会大于大顶的栈的数值。当添加数据的时候,分为三种情况:

  • 如果该数据的值小于小顶的顶值,同时大于大顶的顶值:那么直接将数据压倒小顶的栈。
  • 如果数据大于小顶的顶值:将小顶的顶值弹出到大顶的栈中,并再次循环检测。
  • 如果数据小于大顶的顶值:将大顶的顶值弹出到小顶的栈中,并再次循环检测。

在这里插入图片描述
如图描述了一个值入栈的过程,首先比较其与两个栈顶的值,发现其大于小顶栈的栈顶,所以,小顶栈的栈顶元素弹出到大顶栈,然后再比较,这个值小于小顶栈的栈顶,大于大顶栈的栈顶,所以,就可以压入小顶栈的栈顶,从而保持了两个栈的有序性。

如果某一栈为空,那么利用最大值或最小值进行比较。

需要弹出数据的时候将辅助栈的数值全部弹出到主栈中,然后返回主栈的栈顶元素。

// created by lippon
class SortedStack {
    Deque<Integer> large, small;
    public SortedStack() {
    	// 小顶堆存大值
        large = new LinkedList<>();
        // 大顶堆存小值
        small = new LinkedList<>();
    }
    
    public void push(int val) {
        int max = large.isEmpty() ? Integer.MAX_VALUE : large.peek();
        int min = small.isEmpty() ? Integer.MIN_VALUE : small.peek();

        while(true) {
            if(val > max) {
                small.push(large.pop());
                max = large.isEmpty() ? Integer.MAX_VALUE : large.peek();
            } else if(val < min) {
                large.push(small.pop());
                min = small.isEmpty() ? Integer.MIN_VALUE : small.peek();
            } else {
                large.push(val);
                return;
            }
        }
    }
    
    public void pop() {
        while(!small.isEmpty()) large.push(small.pop());
        if(large.isEmpty()) return;
        large.pop();
    }
    
    public int peek() {
        while(!small.isEmpty()) large.push(small.pop());
        if(large.isEmpty()) return - 1;
        return large.peek();
    }
    
    public boolean isEmpty() {
        return large.isEmpty() && small.isEmpty();
    }
}

posted @ 2020-11-03 21:47  lippon  阅读(543)  评论(0编辑  收藏  举报