算法 | Leetcode 面試題 03.01. 三合一

三合一。描述如何只用一個數組來實現三個棧。

你應該實現push(stackNum, value)、pop(stackNum)、isEmpty(stackNum)、peek(stackNum)方法。stackNum表示棧下標，value表示壓入的值。

構造函數會傳入一個stackSize參數，代表每個棧的大小。

示例1:

輸入：
["TripleInOne", "push", "push", "pop", "pop", "pop", "isEmpty"]
[[1], [0, 1], [0, 2], [0], [0], [0], [0]]
輸出：
[null, null, null, 1, -1, -1, true]
說明：當棧爲空時pop, peek返回-1，當棧滿時push不壓入元素。

示例2:

輸入：
["TripleInOne", "push", "push", "push", "pop", "pop", "pop", "peek"]
[[2], [0, 1], [0, 2], [0, 3], [0], [0], [0], [0]]
輸出：
[null, null, null, null, 2, 1, -1, -1]

題解：

class TripleInOne {
    /*
    棧空間分配
    一號棧：0， 0 + 3， 3 + 3 ... stackSize - 3
    二號棧：1， 1 + 3， 4 + 3 ... stackSize - 2
    三號棧：2， 2 + 3， 5 + 3 ... stackSize - 1
    */
    int[] arr;
    int stackSize;
    int cur_num = 0;
    //記錄 3 個棧每個棧可以插入的下標，本質上使用 3 個指針，這裏直接簡化使用一個大小爲 3 的數組
    int[] indexs;
    public TripleInOne(int stackSize) {
        arr = new int[stackSize * 3];
        this.stackSize = stackSize;
        indexs = new int[]{0, 1, 2};
    }
    //stackNum 表示的是 3 個棧中某個選擇某個棧的下標
    public void push(int stackNum, int value) {
        //當前棧的可插入下標超過了界限，那麼表示已經滿了，不能再進行插入了
        if(indexs[stackNum] >= stackSize * 3){
            return;
        }
        arr[indexs[stackNum]] = value;
        indexs[stackNum] += 3;
    }
    
    public int pop(int stackNum) {
        if(isEmpty(stackNum)){
            return -1;
        }
        indexs[stackNum] -= 3;
        return arr[indexs[stackNum]];
    }
    
    public int peek(int stackNum) {
        if(isEmpty(stackNum)){
            return -1;
        }
        return arr[indexs[stackNum] - 3];
    }
    
    public boolean isEmpty(int stackNum) {
        //當前棧的可插入下標 < 3，即爲 0、1、2 時，表示還沒有元素入棧，即爲空
        return indexs[stackNum] < 3;
    }
}