1381. 设计一个支持增量操作的栈#

题目#

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请你设计一个支持下述操作的栈。
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实现自定义栈类 CustomStack ：
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CustomStack(int maxSize)：用 maxSize 初始化对象，maxSize 是栈中最多能容纳的元素数量
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栈在增长到 maxSize 之后则不支持 push 操作。
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void push(int x)：如果栈还未增长到 maxSize ，就将 x 添加到栈顶。
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int pop()：弹出栈顶元素，并返回栈顶的值，或栈为空时返回 -1 。
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void increment(int k, int val)：栈底的 k 个元素的值都增加 val
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如果栈中元素总数小于 k ，则栈中的所有元素都增加 val 。
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示例：
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输入：
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["CustomStack","push","push","push",
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"push","push","increment","increment",
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"pop","pop","pop","pop"]
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[[3],[1],[2],[2],[3],[4],[5,100],[2,100],[],[],[],[]]
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输出：
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[null,null,null,null,null,null,null,null,2,103,202,201]
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解释：
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CustomStack customStack = new CustomStack(3); // 栈是空的 []
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customStack.push(1); // 栈变为 [1]
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customStack.push(2); // 栈变为 [1, 2]
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customStack.pop(); // 返回 2 --> 返回栈顶值 2，栈变为 [1]
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customStack.push(2); // 栈变为 [1, 2]
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customStack.push(3); // 栈变为 [1, 2, 3]
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customStack.push(4); // 栈仍然是 [1, 2, 3]，不能添加其他元素使栈大小变为 4
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customStack.increment(5, 100); // 栈变为 [101, 102, 103]
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customStack.increment(2, 100); // 栈变为 [201, 202, 103]
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customStack.pop(); // 返回 103 --> 返回栈顶值 103，栈变为 [201, 202]
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customStack.pop(); // 返回 202 --> 返回栈顶值 202，栈变为 [201]
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customStack.pop(); // 返回 201 --> 返回栈顶值 201，栈变为 []
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customStack.pop(); // 返回 -1 --> 栈为空，返回 -1
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提示：
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1 <= maxSize <= 1000
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1 <= x <= 1000
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1 <= k <= 1000
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0 <= val <= 100
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每种方法 increment，push 以及 pop 分别最多调用 1000 次

题目思路#

创建一个动态数组 data，可以使用 C++ 中的 resize 函数重置数组容量，但反复动态扩容反而增大了时间的消耗；
push、pop 都是经典的栈写法；
increment 函数通过一次数组遍历即可完成。

题目代码#

代码块#

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class CustomStack {
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private:
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    vector<int> data;
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    int top;
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public:
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    CustomStack(int maxSize)
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    {
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        data.resize(maxSize);
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        top = -1;
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    }
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    void push(int x)
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    {
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        if (top != data.size() - 1)
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        {
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            data[++top] = x;
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        }
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    }
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    int pop()
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    {
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        if (top == -1) return -1;
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        else return data[top--];
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    }
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    void increment(int k, int val)
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    {
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        int minx = min(k, top + 1);
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        for (int i = 0; i < minx; i++)
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        {
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            data[i] += val;
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        }
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    }
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};

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type CustomStack struct {
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    top int
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    cap int
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    stack []int
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}
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func Constructor(maxSize int) CustomStack {
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    return CustomStack {
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        stack : make([]int, 0),
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        cap : maxSize,
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        top : 0,
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    }
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}
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func (this *CustomStack) Push(x int)  {
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    if this.top < this.cap {
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        this.stack = append(this.stack, x)
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        this.top++
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    }
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}
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func (this *CustomStack) Pop() int {
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    if this.top == 0 {
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        return -1
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    }
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    x := this.stack[this.top - 1]
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    this.stack = this.stack[:this.top - 1]
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    this.top--
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    return x
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}
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func (this *CustomStack) Increment(k int, val int)  {
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    if k > this.top {
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        k = this.top
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    }
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    for i := 0; i < k; i++ {
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        this.stack[i] += val
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    }
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}
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/**
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 * Your CustomStack object will be instantiated and called as such:
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 * obj := Constructor(maxSize);
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 * obj.Push(x);
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 * param_2 := obj.Pop();
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 * obj.Increment(k,val);
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 */

复杂度#

时间复杂度：push、pop 均为 $O(1)$ ，而 increment 为 $O(minx)$ ，go 中为 $O(K)$ 。
空间复杂度：由创建的动态数组 data 的长度决定，即为 $O(maxSize)$ 。