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1441. 用栈操作构建数组

题目描述

给你一个数组 target 和一个整数 n。

给你一个空栈和两种操作：

  • "Push"：将一个整数加到栈顶。
  • "Pop"：从栈顶删除一个整数。

同时给定一个范围 [1, n] 中的整数流。

使用两个栈操作使栈中的数字（从底部到顶部）等于 target。你应该遵循以下规则：

  • 如果整数流不为空，从流中选取下一个整数并将其推送到栈顶。
  • 如果栈不为空，弹出栈顶的整数。
  • 如果，在任何时刻，栈中的元素（从底部到顶部）等于 target，则不要从流中读取新的整数，也不要对栈进行更多操作。

请返回遵循上述规则构建 target 所用的操作序列。如果存在多个合法答案，返回 任一 即可。

 

示例 1：

输入：target = [1,3], n = 3
输出：["Push","Push","Pop","Push"]
解释：一开始栈为空。最后一个元素是栈顶。
从流中读取 1 并推入数组 -> [1]
从流中读取 2 并推入数组 -> [1,2]
从栈顶删除整数 -> [1]
从流中读取 3 并推入数组 -> [1,3]

示例 2：

输入：target = [1,2,3], n = 3
输出：["Push","Push","Push"]
解释：一开始栈为空。最后一个元素是栈顶。
从流中读取 1 并推入数组 -> [1]
从流中读取 2 并推入数组 -> [1,2]
从流中读取 3 并推入数组 -> [1,2,3]

示例 3：

输入：target = [1,2], n = 4
输出：["Push","Push"]
解释：一开始栈为空。最后一个元素是栈顶。
从流中读取 1 并推入数组 -> [1]
从流中读取 2 并推入数组 -> [1,2]
由于栈（从底部到顶部）等于 target，我们停止栈操作。
从流中读取整数 3 的答案不被接受。

 

提示：

  • 1 <= target.length <= 100
  • 1 <= n <= 100
  • 1 <= target[i] <= n
  • target 严格递增

解法

方法一：模拟

我们定义一个变量 \(\textit{cur}\) 表示当前待读取的数字，初始时 \(\textit{cur} = 1\)，用一个数组 \(\textit{ans}\) 存储答案。

接下来，我们遍历数组 \(\textit{target}\) 中的每个数字 \(x\)：

  • 如果 \(\textit{cur} < x\)，我们将 \(\textit{Push}\) 和 \(\textit{Pop}\) 依次加入答案，直到 \(\textit{cur} = x\)；
  • 然后我们将 \(\textit{Push}\) 加入答案，表示读取数字 \(x\)；
  • 接着，我们将 \(\textit{cur}\) 加一，继续处理下一个数字。

遍历结束后，返回答案数组即可。

时间复杂度 \(O(n)\)，其中 \(n\) 是数组 \(\textit{target}\) 的长度。忽略答案数组的空间消耗，空间复杂度 \(O(1)\)。

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class Solution:
    def buildArray(self, target: List[int], n: int) -> List[str]:
        ans = []
        cur = 1
        for x in target:
            while cur < x:
                ans.extend(["Push", "Pop"])
                cur += 1
            ans.append("Push")
            cur += 1
        return ans

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class Solution {
    public List<String> buildArray(int[] target, int n) {
        List<String> ans = new ArrayList<>();
        int cur = 1;
        for (int x : target) {
            while (cur < x) {
                ans.addAll(List.of("Push", "Pop"));
                ++cur;
            }
            ans.add("Push");
            ++cur;
        }
        return ans;
    }
}

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class Solution {
public:
    vector<string> buildArray(vector<int>& target, int n) {
        vector<string> ans;
        int cur = 1;
        for (int x : target) {
            while (cur < x) {
                ans.push_back("Push");
                ans.push_back("Pop");
                ++cur;
            }
            ans.push_back("Push");
            ++cur;
        }
        return ans;
    }
};

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func buildArray(target []int, n int) (ans []string) {
    cur := 1
    for _, x := range target {
        for ; cur < x; cur++ {
            ans = append(ans, "Push", "Pop")
        }
        ans = append(ans, "Push")
        cur++
    }
    return
}

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function buildArray(target: number[], n: number): string[] {
    const ans: string[] = [];
    let cur: number = 1;
    for (const x of target) {
        for (; cur < x; ++cur) {
            ans.push('Push', 'Pop');
        }
        ans.push('Push');
        ++cur;
    }
    return ans;
}

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impl Solution {
    pub fn build_array(target: Vec<i32>, n: i32) -> Vec<String> {
        let mut ans = Vec::new();
        let mut cur = 1;
        for &x in &target {
            while cur < x {
                ans.push("Push".to_string());
                ans.push("Pop".to_string());
                cur += 1;
            }
            ans.push("Push".to_string());
            cur += 1;
        }
        ans
    }
}

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/**
 * Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().
 */
char** buildArray(int* target, int targetSize, int n, int* returnSize) {
    char** ans = (char**) malloc(sizeof(char*) * (2 * n));
    *returnSize = 0;
    int cur = 1;
    for (int i = 0; i < targetSize; i++) {
        while (cur < target[i]) {
            ans[(*returnSize)++] = "Push";
            ans[(*returnSize)++] = "Pop";
            cur++;
        }
        ans[(*returnSize)++] = "Push";
        cur++;
    }
    return ans;
}

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