【Leetcode】716. Max Stack-白红宇

【Leetcode】716. Max Stack

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发布时间：2019-02-28

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为了实现一个支持进栈、出栈、查看栈顶、查看最大值以及删掉最大值的数据结构，我们可以使用两个栈的方法。具体来说，一个栈用于存储原始数据，另一个栈用于记录当前栈中的最大值。这种方法不仅能够高效地处理最大值的弹出操作，还能在弹出最大值时保持其他数据的正确性。

核心思路

数据存储：

栈s1用于存储原始数据，按照FILO原则进行操作。

栈s2用于存储当前栈中的最大值，保持单调递减的顺序。

操作处理：

push：将数据推入s1，同时检查并更新s2，确保s2记录当前最大值。

pop：从s1中弹出数据，同步处理s2中的最大值记录。

top：返回s1的栈顶。

peekMax：返回s2的栈顶，即当前最大值。

popMax：弹出当前最大值，并调整s1和s2中的数据，确保数据正确性。

时间复杂度与空间复杂度：

时间复杂度：除了弹出最大值的操作外，其他操作的时间复杂度为O(1)，弹出最大值的时间复杂度为O(n)。

空间复杂度：使用两个栈存储数据，因此空间复杂度为O(n)。

详细步骤

初始化：

创建两个栈s1和s2。

push(int x)：

将数据推入s1。

检查s2，若s2为空或s2的栈顶小于等于当前数据，则推入s2。

pop()：

弹出s1的栈顶数据x。

检查s2，如果弹出的x等于s2的栈顶，则同时弹出s2的栈顶。

top()：

返回s1的栈顶。

peekMax()：

返回s2的栈顶，即当前最大值。

popMax()：

弹出s2的栈顶，记录为maxValue。

创建临时栈tempStk。

从s1中弹出所有小于maxValue的数据，直到s1为空或栈顶大于等于maxValue。

弹出s1的栈顶。

将tempStk中的数据重新推入s1，同时调用push方法，确保s2记录正确。

代码实现

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;
public class MaxStack {
    private Deque
   
     s1;
    private Deque
    
      s2;
    public MaxStack() {
        s1 = new ArrayDeque<>();
        s2 = new ArrayDeque<>();
    }
    public void push(int x) {
        s1.push(x);
        if (s2.isEmpty() || s2.peek() <= x) {
            s2.push(x);
        }
    }
    public int pop() {
        int x = s1.pop();
        if (!s2.isEmpty() && x == s2.peek()) {
            s2.pop();
        }
        return x;
    }
    public int top() {
        return s1.peek();
    }
    public int peekMax() {
        return s2.peek();
    }
    public int popMax() {
        int maxValue = s2.pop();
        Deque
     
       tempStk = new ArrayDeque<>();
        while (!s1.isEmpty() && s1.peek() < maxValue) {
            tempStk.push(s1.pop());
        }
        s1.pop();
        while (!tempStk.isEmpty()) {
            push(tempStk.pop());
        }
        return maxValue;
    }
}

代码解释

push(int x)：将数据推入s1，并根据s2的当前状态更新最大值记录。

pop()：弹出s1的栈顶数据，并同步调整s2中的最大值记录。

top()：返回s1的栈顶数据。

peekMax()：返回s2的栈顶，即当前最大值。

popMax()：弹出当前最大值，并将较小的数据重新推入s1，同时更新s2的记录，确保数据的正确性。

这种方法通过两个栈的协同工作，确保了数据操作的高效性和正确性，充分利用了栈的先进后出特性，有效地解决了最大值弹出问题。

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