L3-002 特殊堆栈

·   ·   ·   ·

  ·   ·


L3-002 特殊堆栈 (30 分)

堆栈是一种经典的后进先出的线性结构,相关的操作主要有“入栈”(在堆栈顶插入一个元素)和“出栈”(将栈顶元素返回并从堆栈中删除)。本题要求你实现另一个附加的操作:“取中值”——即返回所有堆栈中元素键值的中值。给定 N 个元素,如果 N 是偶数,则中值定义为第 N/2 小元;若是奇数,则为第 (N+1)/2 小元。

输入格式:

输入的第一行是正整数 N(≤105)。随后 N 行,每行给出一句指令,为以下 3 种之一:

Push key
Pop
PeekMedian

其中 key 是不超过 105 的正整数;Push 表示“入栈”;Pop 表示“出栈”;PeekMedian 表示“取中值”。

输出格式:

对每个 Push 操作,将 key 插入堆栈,无需输出;对每个 Pop 或 PeekMedian 操作,在一行中输出相应的返回值。若操作非法,则对应输出 Invalid

输入样例:

17
Pop
PeekMedian
Push 3
PeekMedian
Push 2
PeekMedian
Push 1
PeekMedian
Pop
Pop
Push 5
Push 4
PeekMedian
Pop
Pop
Pop
Pop

输出样例:

Invalid
Invalid
3
2
2
1
2
4
4
5
3
Invalid

分析

本题难点在于取得元素中值,可以视为取得第 $k$ 小的值($k$ 为 $N/2$ 或者 $(N-1)/2$)

维护一个额外的数组 $v$,在每次 push 操作时,二分将其插入到数组中第一个大于它的数之前,这样每次需要返回中值时只需要访问 $v[n/2]$ 即可,pop 操作时同样二分后删除

其余操作使用堆栈模拟即可

代码实现

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <stack>
#include <vector>

using namespace std;

stack<int> s;
vector<int> v;

int main()
{
    int n, key;
    cin >> n;
    string in;
    vector<int>::iterator it;
    for (int i = 0; i < n; ++i)
    {

        cin >> in;
        if ((in == "Pop"  in == "PeekMedian") && !v.size())
        {
            cout << "Invalid" << endl;
            continue;
        }
        if (in == "Push")
        {
            cin >> key;
            s.push(key);
            it = lower_bound(v.begin(), v.end(), key);
            v.insert(it, key);
        }
        if (in == "Pop")
        {
            cout << s.top() << endl;
            it = lower_bound(v.begin(), v.end(), s.top());
            v.erase(it);
            s.pop();
        }
        if (in == "PeekMedian")
        {
            int s = v.size();
            cout << v[(s + (s % 2)) / 2 - 1] << endl;
        }
    }
    return 0;
}