剑指offer面试题31：栈的压入、弹出序列（golang实现）

题目描述

输入两个整数序列，第一个序列表示栈的压入顺序，请判断第二个序列是否为该栈的弹出顺序。假设压入栈的所有数字均不相等。例如，序列 {1,2,3,4,5} 是某栈的压栈序列，序列 {4,5,3,2,1} 是该压栈序列对应的一个弹出序列，但 {4,3,5,1,2} 就不可能是该压栈序列的弹出序列。

示例1

输入：pushed = [1,2,3,4,5], popped = [4,5,3,2,1]
输出：true
解释：我们可以按以下顺序执行：
push(1), push(2), push(3), push(4), pop() -> 4,
push(5), pop() -> 5, pop() -> 3, pop() -> 2, pop() -> 1

示例2

输入：pushed = [1,2,3,4,5], popped = [4,3,5,1,2]
输出：false
解释：1 不能在 2 之前弹出。

算法分析

• 使用一个栈来执行出入栈操作，开始时持续将pushed中元素入栈，直到最新入栈元素等于popped中第 i（i == 0）个元素，此时开始执行出栈，每次出栈后将 i 加 1，直到栈顶元素不等于popped中第 i 个元素后才再次执行入栈操作。重复以上出入栈操作，最后根据popped中元素是否遍历完（即 i 是否等于 len(popped)）判断popped是否为合法的出栈顺序。

• 该算法需要将所有元素出入栈一遍，因此需要花费 2 n 2n 2n的时间，即时间复杂度为O( 2 n 2n 2n) = O( n n n)。因为需要维护一个额外的栈，因此空间复杂度为O( n n n)。

Golang代码如下

type Stack struct {
	val []interface{}
	size int
}

func NewStack(v ...interface{}) *Stack {
	s := &Stack{
		v, len(v),
	}
	return s
}

func (s Stack) IsEmpty() bool {
	return s.size == 0
}

func (s *Stack) Push(value interface{}) {
	s.val = append((*s).val, value)
	s.size++
}

func (s Stack) Top() interface{} {
	if s.size == 0 {
		return nil
	}
	return s.val[s.size - 1]
}

func (s *Stack) Pop() interface{} {
	if s.size == 0 {
		return nil
	}
	temp := s.val[s.size - 1]
	s.val = s.val[:s.size - 1]
	s.size--
	return temp
}

func validateStackSequences(pushed []int, popped []int) bool {
	if len(pushed) != len(popped) {
		return false
	}
	s := NewStack()
	i, j := 0, 0
	for ; i < len(popped) && j < len(pushed); j++ {
		if pushed[j] == popped[i] {
			i++
			for !s.IsEmpty() && s.Top() == popped[i] {
				s.Pop()
				i++
			}
		} else {
			s.Push(pushed[j])
		}
	}
	if i == len(popped) {
		return true
	}
	return false
}