2024-03-09：用 go 语言，我们把无限数量的栈排成一行，按从左到右的次序从 0 开始编号，每个栈的的最大容量 capacity 都相同。实现一个叫「餐盘」的类 DinnerPlates， Di

作者：福大大架构师每日一题

2024-03-09
北京
本文字数：2291 字
阅读完需：约 8 分钟

2024-03-09：用 go 语言，我们把无限数量的栈排成一行，按从左到右的次序从 0 开始编号，

每个栈的的最大容量 capacity 都相同。实现一个叫「餐盘」的类 DinnerPlates，

DinnerPlates(int capacity) - 给出栈的最大容量 capacity，

void push(int val) 将给出的正整数 val 推入从左往右第一个没有满的栈，

int pop() 返回从右往左第一个非空栈顶部的值，并将其从栈中删除，

如果所有的栈都是空的，请返回 -1。

int popAtStack(int index) - 返回编号 index 的栈顶部的值，并将其从栈中删除，

如果编号 index 的栈是空的，请返回 -1。

输入：["DinnerPlates","push","push","push","push","push","popAtStack","push","push","popAtStack","popAtStack","pop","pop","pop","pop","pop"][[2],[1],[2],[3],[4],[5],[0],[20],[21],[0],[2],[],[],[],[],[]]。

输出：[null,null,null,null,null,null,2,null,null,20,21,5,4,3,1,-1]。

答案 2024-03-09：

来自左程云。

灵捷3.5

大体步骤如下：

这个问题需要实现一个类 DinnerPlates，其中含有 Constructor、Push、Pop 和 PopAtStack 四个方法。这个类可以理解成是具有固定容量的多个栈构成的一种数据结构。根据题目描述和提供的 Go 代码文件，这里来分步骤描述大体过程，然后讨论总的时间复杂度和总的空间复杂度。

1.Constructor:

当创建 DinnerPlates 实例时，通过调用 Constructor 方法初始化一个 DinnerPlates 类型的实例。需要传入一个参数 capacity 表示栈的最大容量。在这个方法中，将 capacity 存储到实例字段中，并初始化 stack、top 和 poppedPos 三个切片。

2.Push:

当调用 Push 方法时，将给定的整数值 val 推入从左到右第一个没有满的栈。
如果所有栈都已满，应该创建一个新的栈来存储 val。
如果有栈未满，则将 val 推入最左侧未满的栈中，并更新 top 数组和 stack 数组。

3.Pop:

当调用 Pop 方法时，应该返回最右侧非空栈顶的值，并将其从栈中删除。如果所有的栈都为空，返回 -1。
如果有非空的栈，应该找到最右侧非空栈并返回它的栈顶的值，然后将其值从栈中删除。

4.PopAtStack:

当调用 PopAtStack 方法时，应该返回指定 index 栈的栈顶的值，并将其从栈中删除。如果指定 index 的栈为空，返回 -1。
需要更新 top 数组和 poppedPos 数组，以确保栈的一致性。

总的时间复杂度：

Push 方法的时间复杂度为 O(1)。
Pop 方法的时间复杂度为 O(1)。
PopAtStack 方法的时间复杂度为 O(log n)，其中 n 是被删除的元素的数量。

总的空间复杂度：

需要 O(n) 的空间来存储栈中的所有元素，其中 n 是所有栈的元素数量。

go 完整代码如下：

package main
import (  "fmt"  "sort")
type DinnerPlates struct {  capacity  int  stack     []int  top       []int  poppedPos []int}
func Constructor(capacity int) DinnerPlates {  return DinnerPlates{capacity, []int{}, []int{}, []int{}}}
func (this *DinnerPlates) Push(val int) {  if len(this.poppedPos) == 0 {    pos := len(this.stack)    this.stack = append(this.stack, val)    if pos%this.capacity == 0 {      this.top = append(this.top, 0)    } else {      stackPos := len(this.top) - 1      stackTop := this.top[stackPos]      this.top[stackPos] = stackTop + 1    }  } else {    pos := this.poppedPos[0]    this.poppedPos = this.poppedPos[1:]    this.stack[pos] = val    index := pos / this.capacity    stackTop := this.top[index]    this.top[index] = stackTop + 1  }}
func (this *DinnerPlates) Pop() int {  for len(this.stack) > 0 && len(this.poppedPos) > 0 && this.poppedPos[len(this.poppedPos)-1] == len(this.stack)-1 {    this.stack = this.stack[:len(this.stack)-1]    pos := this.poppedPos[len(this.poppedPos)-1]    this.poppedPos = this.poppedPos[:len(this.poppedPos)-1]    if pos%this.capacity == 0 {      this.top = this.top[:len(this.top)-1]    }  }  if len(this.stack) == 0 {    return -1  } else {    pos := len(this.stack) - 1    val := this.stack[pos]    this.stack = this.stack[:pos]    if pos%this.capacity == 0 && len(this.top) > 0 {      this.top = this.top[:len(this.top)-1]    } else if len(this.top) > 0 {      this.top[len(this.top)-1] -= 1    }    return val  }}
func (this *DinnerPlates) PopAtStack(index int) int {  if index >= len(this.top) {    return -1  }  stackTop := this.top[index]  if stackTop < 0 {    return -1  }  this.top[index] = stackTop - 1  pos := index*this.capacity + stackTop  i := sort.SearchInts(this.poppedPos, pos)  this.poppedPos = append(this.poppedPos, 0)  copy(this.poppedPos[i+1:], this.poppedPos[i:])  this.poppedPos[i] = pos  return this.stack[pos]}
func main() {  dinnerPlates := Constructor(2)  dinnerPlates.Push(1)  dinnerPlates.Push(2)  dinnerPlates.Push(3)  dinnerPlates.Push(4)  dinnerPlates.Push(5)  fmt.Println(dinnerPlates.PopAtStack(0))  dinnerPlates.Push(20)  dinnerPlates.Push(21)  fmt.Println(dinnerPlates.PopAtStack(0))  fmt.Println(dinnerPlates.PopAtStack(2))  fmt.Println(dinnerPlates.Pop())  fmt.Println(dinnerPlates.Pop())  fmt.Println(dinnerPlates.Pop())  fmt.Println(dinnerPlates.Pop())  fmt.Println(dinnerPlates.Pop())}