【设计数据结构】使用一个数组实现三个栈|Java 刷题打卡

简介: 【设计数据结构】使用一个数组实现三个栈|Java 刷题打卡

网络异常,图片无法展示
|


题目描述



这是 LeetCode 上的面试题 03.01. 三合一,难度为 Easy


三合一。描述如何只用一个数组来实现三个栈。


你应该实现 push(stackNum, value)pop(stackNum)isEmpty(stackNum)peek(stackNum) 方法。


stackNum表示栈下标,value表示压入的值。


构造函数会传入一个stackSize参数,代表每个栈的大小。


示例1:


输入:
["TripleInOne", "push", "push", "pop", "pop", "pop", "isEmpty"]
[[1], [0, 1], [0, 2], [0], [0], [0], [0]]
输出:
[null, null, null, 1, -1, -1, true]
说明:当栈为空时`pop, peek`返回-1,当栈满时`push`不压入元素。
复制代码


示例2:


输入:
["TripleInOne", "push", "push", "push", "pop", "pop", "pop", "peek"]
[[2], [0, 1], [0, 2], [0, 3], [0], [0], [0], [0]]
输出:
[null, null, null, null, 2, 1, -1, -1]
复制代码


二维数组解法



题目只要求我们使用「一个数组」来实现栈,并没有限制我们使用数组的维度。


因此一个简单的做法是,建立一个二维数组 datadata 来做。


二维数组的每一行代表一个栈,同时使用一个 locationslocations 记录每个栈「待插入」的下标。


代码:


class TripleInOne {
    int N = 3;
    // 3 * n 的数组,每一行代表一个栈
    int[][] data; 
    // 记录每个栈「待插入」位置
    int[] locations; 
    public TripleInOne(int stackSize) {
        data = new int[N][stackSize];
        locations = new int[N];
    }
    public void push(int stackNum, int value) {
        int[] stk = data[stackNum];
        int loc = locations[stackNum];
        if (loc < stk.length) {
            stk[loc] = value;
            locations[stackNum]++;
        }
    }
    public int pop(int stackNum) {
        int[] stk = data[stackNum];
        int loc = locations[stackNum];
        if (loc > 0) {
            int val = stk[loc - 1];
            locations[stackNum]--;
            return val;
        } else {
            return -1;
        }
    }
    public int peek(int stackNum) {
        int[] stk = data[stackNum];
        int loc = locations[stackNum];
        if (loc > 0) {
            return stk[loc - 1];
        } else {
            return -1;
        }
    }
    public boolean isEmpty(int stackNum) {
        return locations[stackNum] == 0;
    }
}
复制代码


  • 时间复杂度:所有的操作均为 O(1)O(1)
  • 空间复杂度:O(k * n)O(kn)。k 为我们需要实现的栈的个数,n 为栈的容量。


一维数组解法



当然了,我们也能使用一个一维数组来做。


建立一个长度为 3 * stackSize3stackSize 的数组,并将 3 个栈的「待插入」存储在 locationslocations 数组。


代码:


class TripleInOne {
    int N = 3;
    int[] data;
    int[] locations;
    int size;
    public TripleInOne(int stackSize) {
        size = stackSize;
        data = new int[size * N];
        locations = new int[N];
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            locations[i] = i * size;
        }
    }
    public void push(int stackNum, int value) {
        int idx = locations[stackNum];
        if (idx < (stackNum + 1) * size) {
            data[idx] = value;
            locations[stackNum]++;
        }
    }
    public int pop(int stackNum) {
        int idx = locations[stackNum];
        if (idx > stackNum * size) {
            locations[stackNum]--;
            return data[idx - 1];
        } else {
            return -1;
        }
    }
    public int peek(int stackNum) {
        int idx = locations[stackNum];
        if (idx > stackNum * size) {
            return data[idx - 1];
        } else {
            return -1;
        }
    }
    public boolean isEmpty(int stackNum) {
        return locations[stackNum] == stackNum * size;
    }
}
复制代码


  • 时间复杂度:所有的操作均为 O(1)O(1)
  • 空间复杂度:O(k * n)O(kn)。k 为我们需要实现的栈的个数,n 为栈的容量。


最后



这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.* 篇,系列开始于 2021/01/01,截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目,部分是有锁题,我们将先将所有不带锁的题目刷完。


在这个系列文章里面,除了讲解解题思路以外,还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。


为了方便各位同学能够电脑上进行调试和提交代码,我建立了相关的仓库:github.com/SharingSour…


在仓库地址里,你可以看到系列文章的题解链接、系列文章的相应代码、LeetCode 原题链接和其他优选题解。

相关文章
|
21天前
|
Java
Java 数组学习笔记
本文整理Java数组常用操作:遍历、求和、查找、最值及二维数组行求和等典型练习,涵盖静态初始化、元素翻倍、去极值求平均等实例,帮助掌握数组基础与应用。
|
2月前
|
存储 缓存 Java
Java数组全解析:一维、多维与内存模型
本文深入解析Java数组的内存布局与操作技巧,涵盖一维及多维数组的声明、初始化、内存模型,以及数组常见陷阱和性能优化。通过图文结合的方式帮助开发者彻底理解数组本质,并提供Arrays工具类的实用方法与面试高频问题解析,助你掌握数组核心知识,避免常见错误。
|
3月前
|
存储 Java 索引
java 数组
在 Java 中,数组是一种数据结构,用于存储多个相同类型的数据元素。数组的大小一旦创建后就不能改变,因此它是固定长度的。Java 数组是一种 对象,即使它存储的值是基本类型(如 int、double 等),它也是一个对象引用。
81 0
232.用栈实现队列,225. 用队列实现栈
在232题中,通过两个栈(`stIn`和`stOut`)模拟队列的先入先出(FIFO)行为。`push`操作将元素压入`stIn`,`pop`和`peek`操作则通过将`stIn`的元素转移到`stOut`来实现队列的顺序访问。 225题则是利用单个队列(`que`)模拟栈的后入先出(LIFO)特性。通过多次调整队列头部元素的位置,确保弹出顺序符合栈的要求。`top`操作直接返回队列尾部元素,`empty`判断队列是否为空。 两题均仅使用基础数据结构操作,展示了栈与队列之间的转换逻辑。
|
4月前
|
编译器 C语言 C++
栈区的非法访问导致的死循环(x64)
这段内容主要分析了一段C语言代码在VS2022中形成死循环的原因,涉及栈区内存布局和数组越界问题。代码中`arr[15]`越界访问,修改了变量`i`的值,导致`for`循环条件始终为真,形成死循环。原因是VS2022栈区从低地址到高地址分配内存,`arr`数组与`i`相邻,`arr[15]`恰好覆盖`i`的地址。而在VS2019中,栈区先分配高地址再分配低地址,因此相同代码表现不同。这说明编译器对栈区内存分配顺序的实现差异会导致程序行为不一致,需避免数组越界以确保代码健壮性。
63 0
栈区的非法访问导致的死循环(x64)
|
4月前
|
存储 安全 Java
Java 集合面试题从数据结构到 HashMap 源码剖析详解及长尾考点梳理
本文深入解析Java集合框架,涵盖基础概念、常见集合类型及HashMap的底层数据结构与源码实现。从Collection、Map到Iterator接口,逐一剖析其特性与应用场景。重点解读HashMap在JDK1.7与1.8中的数据结构演变,包括数组+链表+红黑树优化,以及put方法和扩容机制的实现细节。结合订单管理与用户权限管理等实际案例,展示集合框架的应用价值,助你全面掌握相关知识,轻松应对面试与开发需求。
200 3
|
5月前
|
存储 人工智能 Java
打乱数组内容引发的问题( Java)
本文介绍了两种实现数组随机打乱的方法,并深入探讨了Java中原始数据类型与对象类型的差异。方法一通过自定义随机数交换数组元素位置,方法二借助`Collections.shuffle()`函数完成数组打乱。同时,文章详细解析了`int`和`Integer`的区别,包括声明方式、内存占用、初始化以及对象特性等,并讲解了自动装箱与拆箱的功能,帮助读者更好地理解Java的基础知识。
|
6月前
|
前端开发 Java
java实现队列数据结构代码详解
本文详细解析了Java中队列数据结构的实现,包括队列的基本概念、应用场景及代码实现。队列是一种遵循“先进先出”原则的线性结构,支持在队尾插入和队头删除操作。文章介绍了顺序队列与链式队列,并重点分析了循环队列的实现方式以解决溢出问题。通过具体代码示例(如`enqueue`入队和`dequeue`出队),展示了队列的操作逻辑,帮助读者深入理解其工作机制。
168 1
|
6月前
|
存储 Java 数据挖掘
Java 中数组的多种定义方式
本文深入解析了Java中数组的多种定义方式,涵盖基础的`new`关键字创建、直接初始化、动态初始化,到多维数组、`Arrays.fill()`方法以及集合类转换为数组等高级用法。通过理论与实践结合的方式,探讨了每种定义方法的适用场景、优缺点及其背后的原理,帮助开发者掌握高效、灵活的数组操作技巧,从而编写更优质的Java代码。
219 0

热门文章

最新文章