716. Max Stack实现一个最大stack

［抄题］：

Design a max stack that supports push, pop, top, peekMax and popMax.

1. push(x) -- Push element x onto stack.
2. pop() -- Remove the element on top of the stack and return it.
3. top() -- Get the element on the top.
4. peekMax() -- Retrieve the maximum element in the stack.
5. popMax() -- Retrieve the maximum element in the stack, and remove it. If you find more than one maximum elements, only remove the top-most one.

 

Example 1:

MaxStack stack = new MaxStack();
stack.push(5); 
stack.push(1);
stack.push(5);
stack.top(); -> 5
stack.popMax(); -> 5
stack.top(); -> 1
stack.peekMax(); -> 5
stack.pop(); -> 1
stack.top(); -> 5

 [暴力解法]：

时间分析：

空间分析：

 [优化后]：

时间分析：

空间分析：

［奇葩输出条件］：

［奇葩corner case］：

［思维问题］：

知道是用maxstack，但是写不出来

［英文数据结构或算法，为什么不用别的数据结构或算法］：

［一句话思路］：

popmax的暂存值，还要再放回去，不能调用自己，所以再写一个pushHelper函数

［输入量］：空： 正常情况：特大：特小：程序里处理到的特殊情况：异常情况（不合法不合理的输入）：

［画图］：

［一刷］：

stack maxstack必须要保持相同的长度，功能就是维持最大值而已

［二刷］：

x不是最大值，就pop到temp中去。此时maxStack也必须要同时pop，才能保持长度时时刻刻一致

［三刷］：

［四刷］：

［五刷］：

  [五分钟肉眼debug的结果]：

［总结］：

保持长度时时刻刻一致

［复杂度］：Time complexity: O(n) Space complexity: O(n)

［算法思想：迭代/递归/分治/贪心］：

［关键模板化代码］：

新建的stack，在主函数中直接用名字调用即可

Stack<Integer> stack = new Stack<Integer>();
    Stack<Integer> maxStack = new Stack<Integer>();
    
    public MaxStack() {
        this.stack = stack;
        this.maxStack = maxStack;
    }

［其他解法］：

［Follow Up］：

［LC给出的题目变变变］：

 [代码风格] ：

 [是否头一次写此类driver funcion的代码] ：

就是新建一个类，然后调用方法就行了

// package whatever; // don’t place package name!

import java.io.*;
import java.util.*;
import java.lang.*;

class MaxStack {

    Stack<Integer> stack = new Stack<Integer>();
    Stack<Integer> maxStack = new Stack<Integer>();
    
    public MaxStack() {
        this.stack = stack;
        this.maxStack = maxStack;
    }
    
    public void pushHelper(int x) {
        //if the max exits
        int max = maxStack.isEmpty() ? Integer.MIN_VALUE : maxStack.peek();
        
        //push into 2 stacks
        //equal max or not
        if (x > max) {
            stack.push(x);
            maxStack.push(x);
        }else {
            stack.push(x);
            maxStack.push(max);
        }
    }
    
    public void push(int x) {
        pushHelper(x);
    }

    
    public int pop() {
        //pop the normal
        maxStack.pop();
        return stack.pop();
    }
    
    public int top() {
        //return the normal
        return stack.peek();
    }
    
    public int peekMax() {
        return maxStack.peek();
    }
    
    public int popMax() {
        //get max
        int max = maxStack.peek();
        
        //initialize a temp stack
        Stack<Integer> temp = new Stack<Integer>();
        
        //while x < max, store into temp
        while (stack.peek() < max) {
            int x = stack.pop();
            temp.push(x);
            //should pop at the same time
            maxStack.pop();
        }
        
        //once equal, pop both
        stack.pop();
        maxStack.pop();
        
        //retrive by pushHelper
        while (!temp.isEmpty()) {
            int x = temp.pop();
            pushHelper(x);
        }
        
        //return
        return max;
    }
}


class MyCode {
  public static void main (String[] args) {
    MaxStack answer = new MaxStack();
    answer.push(5);
    answer.push(10000);
    answer.push(4);
    answer.push(100);
    int rst = answer.popMax();
    System.out.println("rst = " +rst);
  }
}

 [潜台词] ：