【程序员面试金典】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。

思路

使用两个栈

• push
  • 如果栈不为空并且新加入元素大于栈顶元素，则不断取出栈顶元素加入辅助栈，最后再将元素加入data栈，然后将辅助栈中的元素再重新放入data栈中
  • 否则直接放入data栈
• pop
  • data栈不为空，直接pop
• peek
  • 直接取出data栈顶元素
• isEmpty
  • 返回data栈是否为空

代码

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(n)

class SortedStack {
    stack<int> data;
    stack<int> help;
public:
    SortedStack() {

    }
    
    void push(int val) {
        if (!data.empty() && val > data.top()) {
            while (!data.empty() && val > data.top()) {
                help.push(data.top());
                data.pop();
            }
            data.push(val);
            while (!help.empty()) {
                data.push(help.top());
                help.pop();
            }
        } else {
            data.push(val);
        }
    }
    
    void pop() {
        if (!data.empty()) data.pop();
    }
    
    int peek() {
        if (!data.empty()) return data.top();
        return -1;
    }
    
    bool isEmpty() {
        return data.empty();
    }
};