Leetcode 1381.设计一个支持增量操作的栈（Design a Stack With Increment Operation）

Leetcode 1381.设计一个支持增量操作的栈

1 题目描述（Leetcode题目链接）

  请你设计一个支持下述操作的栈。

实现自定义栈类 CustomStack ：

• CustomStack(int maxSize)：用 maxSize 初始化对象，maxSize 是栈中最多能容纳的元素数量，栈在增长到 maxSize 之后则不支持 push 操作。
• void push(int x)：如果栈还未增长到 maxSize ，就将 x 添加到栈顶。
• int pop()：弹出栈顶元素，并返回栈顶的值，或栈为空时返回 -1 。
• void inc(int k, int val)：栈底的 k 个元素的值都增加 val 。如果栈中元素总数小于 k ，则栈中的所有元素都增加 val 。

输入：
["CustomStack","push","push","pop","push","push","push","increment","increment","pop","pop","pop","pop"]
[[3],[1],[2],[],[2],[3],[4],[5,100],[2,100],[],[],[],[]]
输出：
[null,null,null,2,null,null,null,null,null,103,202,201,-1]
解释：
CustomStack customStack = new CustomStack(3); // 栈是空的 []
customStack.push(1);                          // 栈变为 [1]
customStack.push(2);                          // 栈变为 [1, 2]
customStack.pop();                            // 返回 2 --> 返回栈顶值 2，栈变为 [1]
customStack.push(2);                          // 栈变为 [1, 2]
customStack.push(3);                          // 栈变为 [1, 2, 3]
customStack.push(4);                          // 栈仍然是 [1, 2, 3]，不能添加其他元素使栈大小变为 4
customStack.increment(5, 100);                // 栈变为 [101, 102, 103]
customStack.increment(2, 100);                // 栈变为 [201, 202, 103]
customStack.pop();                            // 返回 103 --> 返回栈顶值 103，栈变为 [201, 202]
customStack.pop();                            // 返回 202 --> 返回栈顶值 202，栈变为 [201]
customStack.pop();                            // 返回 201 --> 返回栈顶值 201，栈变为 []
customStack.pop();                            // 返回 -1 --> 栈为空，返回 -1

提示：

• 1 <= maxSize <= 1000
• 1 <= x <= 1000
• 1 <= k <= 1000
• 0 <= val <= 100
• 每种方法 increment，push 以及 pop 分别最多调用 1000 次

2 题解

  直接用列表模拟过程。

class CustomStack:

    def __init__(self, maxSize: int):
        self.size = maxSize
        self.stack = []

    def push(self, x: int) -> None:
        if len(self.stack) == self.size:
            return
        self.stack.append(x)

    def pop(self) -> int:
        return self.stack.pop() if self.stack else -1

    def increment(self, k: int, val: int) -> None:
        for i in range(min(k, len(self.stack))):
            self.stack[i] += val



# Your CustomStack object will be instantiated and called as such:
# obj = CustomStack(maxSize)
# obj.push(x)
# param_2 = obj.pop()
# obj.increment(k,val)

参考官方题解，通过一个额外的列表来讲增量操作的时间复杂度降低为$O(1)$，因为我们只在pop操作的时候才用得到增量带来的元素变化。

class CustomStack:

    def __init__(self, maxSize: int):
        self.size = maxSize
        self.stack = [0]*self.size
        self.add = [0]*self.size
        self.top = -1


    def push(self, x: int) -> None:
        if self.top < self.size - 1:
            self.top += 1
            self.stack[self.top] = x


    def pop(self) -> int:
        if self.top == -1:
            return -1
        res = self.stack[self.top] + self.add[self.top]
        if self.top:
            self.add[self.top - 1] += self.add[self.top]
        self.add[self.top] = 0
        self.top -= 1
        return res


    def increment(self, k: int, val: int) -> None:
        i = min(self.top, k-1)
        if i >= 0:
            self.add[i] += val



# Your CustomStack object will be instantiated and called as such:
# obj = CustomStack(maxSize)
# obj.push(x)
# param_2 = obj.pop()
# obj.increment(k,val)