2024-03-09:用go语言,我们把无限数量的栈排成一行,按从左到右

架构师课程 2024-03-10 14:10:44

2024-03-09:用go语言,我们把无限数量的栈排成一行,按从左到右的次序从 0 开始编号,

每个栈的的最大容量 capacity 都相同。实现一个叫「餐盘」的类 DinnerPlates,

DinnerPlates(int capacity) - 给出栈的最大容量 capacity,

void push(int val) 将给出的正整数 val 推入 从左往右第一个 没有满的栈,

int pop() 返回 从右往左第一个 非空栈顶部的值,并将其从栈中删除,

如果所有的栈都是空的,请返回 -1。

int popAtStack(int index) - 返回编号 index 的栈顶部的值,并将其从栈中删除,

如果编号 index 的栈是空的,请返回 -1。

输入:["DinnerPlates","push","push","push","push","push","popAtStack","push","push","popAtStack","popAtStack","pop","pop","pop","pop","pop"][[2],[1],[2],[3],[4],[5],[0],[20],[21],[0],[2],[],[],[],[],[]]。

输出:[null,null,null,null,null,null,2,null,null,20,21,5,4,3,1,-1]。

答案2024-03-09:

来自左程云。

灵捷3.5

大体步骤如下:

这个问题需要实现一个类 DinnerPlates,其中含有 Constructor、Push、Pop 和 PopAtStack 四个方法。这个类可以理解成是具有固定容量的多个栈构成的一种数据结构。根据题目描述和提供的 Go 代码文件,这里来分步骤描述大体过程,然后讨论总的时间复杂度和总的空间复杂度。

1.Constructor:

• 当创建 DinnerPlates 实例时,通过调用 Constructor 方法初始化一个 DinnerPlates 类型的实例。需要传入一个参数 capacity 表示栈的最大容量。在这个方法中,将 capacity 存储到实例字段中,并初始化 stack、top 和 poppedPos 三个切片。

2.Push:

• 当调用 Push 方法时,将给定的整数值 val 推入从左到右第一个没有满的栈。• 如果所有栈都已满,应该创建一个新的栈来存储 val。• 如果有栈未满,则将 val 推入最左侧未满的栈中,并更新 top 数组和 stack 数组。

3.Pop:

• 当调用 Pop 方法时,应该返回最右侧非空栈顶的值,并将其从栈中删除。如果所有的栈都为空,返回 -1。• 如果有非空的栈,应该找到最右侧非空栈并返回它的栈顶的值,然后将其值从栈中删除。

4.PopAtStack:

• 当调用 PopAtStack 方法时,应该返回指定 index 栈的栈顶的值,并将其从栈中删除。如果指定 index 的栈为空,返回 -1。• 需要更新 top 数组和 poppedPos 数组,以确保栈的一致性。

总的时间复杂度:

• Push 方法的时间复杂度为 O(1)。• Pop 方法的时间复杂度为 O(1)。• PopAtStack 方法的时间复杂度为 O(log n),其中 n 是被删除的元素的数量。

总的空间复杂度:

• 需要 O(n) 的空间来存储栈中的所有元素,其中 n 是所有栈的元素数量。go完整代码如下:package mainimport ( "fmt" "sort")type DinnerPlates struct { capacity int stack []int top []int poppedPos []int}func Constructor(capacity int) DinnerPlates { return DinnerPlates{capacity, []int{}, []int{}, []int{}}}func (this *DinnerPlates) Push(val int) { if len(this.poppedPos) == 0 { pos := len(this.stack) this.stack = append(this.stack, val) if pos%this.capacity == 0 { this.top = append(this.top, 0) } else { stackPos := len(this.top) - 1 stackTop := this.top[stackPos] this.top[stackPos] = stackTop + 1 } } else { pos := this.poppedPos[0] this.poppedPos = this.poppedPos[1:] this.stack[pos] = val index := pos / this.capacity stackTop := this.top[index] this.top[index] = stackTop + 1 }}func (this *DinnerPlates) Pop() int { for len(this.stack) > 0 && len(this.poppedPos) > 0 && this.poppedPos[len(this.poppedPos)-1] == len(this.stack)-1 { this.stack = this.stack[:len(this.stack)-1] pos := this.poppedPos[len(this.poppedPos)-1] this.poppedPos = this.poppedPos[:len(this.poppedPos)-1] if pos%this.capacity == 0 { this.top = this.top[:len(this.top)-1] } } if len(this.stack) == 0 { return -1 } else { pos := len(this.stack) - 1 val := this.stack[pos] this.stack = this.stack[:pos] if pos%this.capacity == 0 && len(this.top) > 0 { this.top = this.top[:len(this.top)-1] } else if len(this.top) > 0 { this.top[len(this.top)-1] -= 1 } return val }}func (this *DinnerPlates) PopAtStack(index int) int { if index >= len(this.top) { return -1 } stackTop := this.top[index] if stackTop < 0 { return -1 } this.top[index] = stackTop - 1 pos := index*this.capacity + stackTop i := sort.SearchInts(this.poppedPos, pos) this.poppedPos = append(this.poppedPos, 0) copy(this.poppedPos[i+1:], this.poppedPos[i:]) this.poppedPos[i] = pos return this.stack[pos]}func main() { dinnerPlates := Constructor(2) dinnerPlates.Push(1) dinnerPlates.Push(2) dinnerPlates.Push(3) dinnerPlates.Push(4) dinnerPlates.Push(5) fmt.Println(dinnerPlates.PopAtStack(0)) dinnerPlates.Push(20) dinnerPlates.Push(21) fmt.Println(dinnerPlates.PopAtStack(0)) fmt.Println(dinnerPlates.PopAtStack(2)) fmt.Println(dinnerPlates.Pop()) fmt.Println(dinnerPlates.Pop()) fmt.Println(dinnerPlates.Pop()) fmt.Println(dinnerPlates.Pop()) fmt.Println(dinnerPlates.Pop())}

在这里插入图片描述

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