從LeetCode學演算法 - 114 Stack (3)

0946. Validate Stack Sequences (Medium)

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Question: Given two sequences pushed and popped with distinct values, return true if and only if this could have been the result of a sequence of push and pop operations on an initially empty stack.

Example 1:

Input: pushed = [1,2,3,4,5], popped = [4,5,3,2,1]
Output: true
Explanation: We might do the following sequence:
push(1), push(2), push(3), push(4), pop() -> 4,
push(5), pop() -> 5, pop() -> 3, pop() -> 2, pop() -> 1

Example 2:

Input: pushed = [1,2,3,4,5], popped = [4,3,5,1,2]
Output: false
Explanation: 1 cannot be popped before 2.

Constraints:

• 0 <= pushed.length == popped.length <= 1000
• 0 <= pushed[i], popped[i] < 1000
• pushed is a permutation of popped.
• pushed and popped have distinct values.

分析/解題： 給定兩個序列pushed跟poped，
序列當中的每個值都是獨特的(也就是每個值會不同)，
如果對於一個空的stack進行push和pop的操作，
能夠完全符合pushed和poped列出來的順序的話，
就回傳true，否則回傳false。

這個問題乍看之下或許有點不夠清楚，
簡單來說呢，就是不管如何，推入的順序一定是pushed，
也就是放入的時候的順序是固定的，只是選擇在什麼時候poped而已，
例如[1, 2, 3, 4, 5]，
如果我們push兩次，pop一次，再push三次，pop四次，
那麼我們所得到的結果會是:

stack poped
1, 2 　
1 2
1, 3, 4, 5 2
2, 5, 4, 3, 1

再多做一些嘗試，就會知道pop的時間點會影響到poped最終的順序結果。
因此，我們可以試想一下幾個情況：
1. 當stack裡面沒有東西 ->
沒辦法pop東西出來，必須要先push進去才行。

2. 當stack裡面有東西 ->
要pop出來嗎？由於每個值都相異，所以這邊出現過的數字，後面就不能出現了！因此我們應該看現在poped的順序走到哪裡，去檢查現在stack最上面是否和poped對應的數字一樣，這樣才代表需要做pop的操作。

依照上面的想法，我們做的順序應該像這樣：
1. 開一個新的Stack，這邊稱為st。
2. 宣告一個變數i並初始化為0，用來記錄下一個poped所在的index。
3. 使用迴圈，依序每次從pushed取出一個num：
3–1. 將num推入st中
3–2. 當st還有值在內，且最上層剛好和poped[i]相同時，進行迴圈，
對st進行一次pop，並遞增i(代表往下一個值來看)
(不相同的話，就代表這個值不該在這邊被pop出來)
4. 大迴圈結束後，若st剛好清空，代表這個順序是OK的，
因此st是空的時候回傳true，否則回傳false。

依此，寫成程式碼如下：

Java:

Java的部分，檢查stack是否為空要用isEmpty函式，
看stack最上層可以使用peek，也就是先偷看一下，
避免使用pop，因為我們還沒有篤定要將其移出stack外。

Python:

Python的部分，我們可以直接使用list做為stack來使用，
可以使用append/pop，看最上層就直接利用st[-1]即可。

面試實際可能會遇到的問題： 「時間/空間複雜度？」
(O(N)/O(N)，N為pushed/popped的長度)

相似及延伸：
Special Thanks suggestions/corrections from viewers:
(歡迎提供意見協助更正歐~)

從LeetCode學演算法，我們下次見囉，掰~

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