以 O(1) 時間複雜度和 O(1) 額外空間在 C++ 中查詢棧中的最大值
假設我們想建立一個堆疊,該堆疊可以儲存堆疊中的最大元素。並且我們可以在 O(1) 時間內獲取它。限制條件是,它應該使用 O(1) 額外空間。
我們可以建立一個自定義堆疊,它將儲存最大值,當執行一個操作(例如 pop 或 peek)時,將返回最大值。對於 peek 操作,返回堆疊頂部和最大元素的最大值,對於 pop 操作,當頂部元素較大時,列印它並將最大值更新為 2*max – top_element。否則,返回頂部元素。對於 push 操作,將最大元素更新為 x(要插入的資料),2*x – max。
示例
#include <iostream> #include <stack> using namespace std; class CustomStack { stack<int> stk; int stack_max; public: void getMax() { if (stk.empty()) cout << "Stack is empty"<<endl; else cout << "Maximum Element in the stack is: "<< stack_max <<endl; } void peek() { if (stk.empty()) { cout << "Stack is empty "; return; } int top = stk.top(); // Top element. cout << "Top Most Element is: "<<endl; (top > stack_max) ? cout << stack_max : cout << top; } void pop() { if (stk.empty()) { cout << "Stack is empty"<<endl; return; } cout << "Top Most Element Removed: "; int top = stk.top(); stk.pop(); if (top > stack_max) { cout << stack_max <<endl; stack_max = 2 * stack_max - top; } else cout << top <<endl; } void push(int element) { if (stk.empty()) { stack_max = element; stk.push(element); cout << "Element Inserted: " << element <<endl; return; } if (element > stack_max) { stk.push(2 * element - stack_max); stack_max = element; } else stk.push(element); cout << "Element Inserted: " << element <<endl; } }; int main() { CustomStack stk; stk.push(4); stk.push(6); stk.getMax(); stk.push(8); stk.push(20); stk.getMax(); stk.pop(); stk.getMax(); stk.pop(); stk.peek(); }
輸出
Element Inserted: 4 Element Inserted: 6 Maximum Element in the stack is: 6 Element Inserted: 8 Element Inserted: 20 Maximum Element in the stack is: 20 Top Most Element Removed: 20 Maximum Element in the stack is: 8 Top Most Element Removed: 8 Top Most Element is: 6
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