LeetCode 1172. 餐盘栈（栈 + set）

1. 题目

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。

示例：
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]解释：
DinnerPlates D = DinnerPlates(2);  // 初始化，栈最大容量 capacity = 2
D.push(1);
D.push(2);
D.push(3);
D.push(4);
D.push(5);         // 栈的现状为：    2  41  3  5﹈ ﹈ ﹈
D.popAtStack(0);   // 返回 2。栈的现状为：      41  3  5﹈ ﹈ ﹈
D.push(20);        // 栈的现状为：  20  41  3  5﹈ ﹈ ﹈
D.push(21);        // 栈的现状为：  20  4 211  3  5﹈ ﹈ ﹈
D.popAtStack(0);   // 返回 20。栈的现状为：       4 211  3  5﹈ ﹈ ﹈
D.popAtStack(2);   // 返回 21。栈的现状为：       41  3  5﹈ ﹈ ﹈
D.pop()            // 返回 5。栈的现状为：        41  3 ﹈ ﹈
D.pop()            // 返回 4。栈的现状为：    1  3 ﹈ ﹈
D.pop()            // 返回 3。栈的现状为：    1 ﹈
D.pop()            // 返回 1。现在没有栈。
D.pop()            // 返回 -1。仍然没有栈。提示：
1 <= capacity <= 20000
1 <= val <= 20000
0 <= index <= 100000
最多会对 push，pop，和 popAtStack 进行 200000 次调用。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/dinner-plate-stacks
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2. 解题

暴力法，按题意进行逐个搜索，超时

class STK//自定义栈
{public:int size;int capacity;vector<int> data;STK(int cap):size(0), capacity(cap) { data.resize(cap);}bool isEmpty() const { return size == 0;}bool isFull() const { return capacity == size;}void push(int val){if(!isFull())data[size++] = val;}int pop(){if(isEmpty())return -1;return data[--size];}
};
class DinnerPlates {int cap;vector<STK> v;
public:DinnerPlates(int capacity) {cap = capacity;}void push(int val) {int i = 0;while(i < v.size() && v[i].isFull())i++;if(i < v.size())v[i].push(val);else{v.push_back(STK(cap));v[i].push(val);}}int pop() {int i = v.size()-1;while(i >= 0 && v[i].isEmpty())i--;if(i < 0)return -1;int tp = v[i].pop();return tp;}int popAtStack(int index) {if(v.empty() || index >= v.size())return -1;return v[index].pop();}
};

改进：增加两个set , set 有序

set<int> s1;//存储没有满的栈的id
set<int> s2;//存储不为空的栈的id

s1 的 begin() 就是可以 push 的 id
s2 的 end()-- 就是可以 pop 的 id，记得同时维护这两个 set

class STK//自定义栈
{public:int size;int capacity;vector<int> data;STK(int cap):size(0), capacity(cap) { data.resize(cap);}bool isEmpty() const { return size == 0;}bool isFull() const { return capacity == size;}void push(int val){if(!isFull())data[size++] = val;}int pop(){if(isEmpty())return -1;return data[--size];}
};
class DinnerPlates {int cap;vector<STK> v;set<int> s1;//存储没有满的栈的idset<int> s2;//存储不为空的栈的idint tp;
public:DinnerPlates(int capacity) {cap = capacity;}void push(int val) {if(!s1.empty()){v[*s1.begin()].push(val);s2.insert(*s1.begin());if(v[*s1.begin()].isFull())s1.erase(s1.begin());}else//所有的栈都满了{v.push_back(STK(cap));v[v.size()-1].push(val);s2.insert(v.size()-1);if(cap != 1)s1.insert(v.size()-1);}}int pop() {if(s2.empty())//栈全部为空return -1;tp = v[*(--s2.end())].pop();s1.insert(*(--s2.end()));if(v[*(--s2.end())].isEmpty())s2.erase(*(--s2.end()));return tp;}int popAtStack(int index) {if(v.empty() || index >= v.size())return -1;tp = v[index].pop();if(v[index].isEmpty())s2.erase(index);s1.insert(index);return tp;}
};

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