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。
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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。
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();
}
}