C++程序:构建具有指定操作的最大栈


假设我们想创建一个最大栈,它支持以下操作:

  • MaxStk():构造一个新的最大栈实例。

  • push(val):将val插入到栈中。

  • top():获取栈顶元素。

  • max():获取栈中最大元素。

  • pop():移除并返回栈顶元素。

  • popmax():移除并返回栈中最大元素。

现在,通过调用MasStk()构造最大栈,然后压入三个值:5、15、10,接着分别调用top()、max()、popmax()、max()、pop()、top()函数。初始栈状态为[5, 15, 10],相应函数的输出为:10、15、15、10、10、5。

为了解决这个问题,我们将遵循以下步骤:

  • pos_index := 0

  • 定义一个集合stk和另一个集合aux。

  • 定义构造函数,它不执行任何特殊任务。

  • 定义一个函数push(),它将接收val,

  • 将pos_index、val插入到stk中。

  • 将val、pos_index插入到aux中。

  • (pos_index加1)

  • 定义一个函数top()。

  • 如果stk为空,则:

    • 返回-1。

  • 返回stk的第一个元素的第二个值。

  • 定义一个函数max()。

  • 如果aux为空,则:

    • 返回-1。

  • 返回aux的第一个元素的第一个值。

  • 定义一个函数pop()。

  • 如果stk为空,则:

    • 返回-1。

  • id := stk第一个元素的第一个值,ret := stk第一个元素的第二个值。

  • 从stk中删除第一个元素。

  • 从aux中删除(ret, id)对。

  • 返回ret。

  • 定义一个函数popmax()。

  • 如果aux为空,则:

    • 返回-1。

  • ret := aux第一个元素的第一个值,id := aux第一个元素的第二个值。

  • 从aux中删除第一个元素。

  • 从stk中删除(id, ret)对。

  • 返回ret。

让我们来看下面的实现来更好地理解:

示例

在线演示

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class MaxStk {
   int pos_index = 0;
   set<pair<int, int>, greater<>> stk, aux;
   public:
   MaxStk() {}
   void push(int val) {
      stk.emplace(pos_index, val);
      aux.emplace(val, pos_index);
      pos_index++;
   }
   int top() {
      if (stk.empty())
      return −1;
      return stk.begin()−>second;
   }
   int max() {
      if (aux.empty())
      return −1;
      return aux.begin()−>first;
   }
   int pop() {
      if (stk.empty())
      return −1;
      int id = stk.begin()−>first, ret = stk.begin()−>second;
      stk.erase(stk.begin());
      aux.erase({ret, id});
      return ret;
   }
   int popmax() {
      if (aux.empty())
      return −1;
      int ret = aux.begin()−>first, id = aux.begin()−>second;
      aux.erase(aux.begin());
      stk.erase({id, ret});
      return ret;
   }
};
int main(){
   MaxStk max_stk;
   max_stk.push(5);
   max_stk.push(15);
   max_stk.push(10);
   cout << max_stk.top() << endl;
   cout << max_stk.max() << endl;
   cout << max_stk.popmax() << endl;
   cout << max_stk.max() << endl;
   cout << max_stk.pop() << endl;
   cout << max_stk.top() << endl;
}

输入

max_stk.push(5)
max_stk.push(15)
max_stk.push(10)
max_stk.top()
max_stk.max()
max_stk.popmax()
max_stk.max()
max_stk.pop()
max_stk.top()

输出

10
15
15
10
10
5

更新于:2020年12月26日

浏览量:295

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