1381：设计一个支持增量操作的栈（1285 分）

力扣第 180 场周赛第 2 题

题目

请你设计一个支持对其元素进行增量操作的栈。

实现自定义栈类 CustomStack ：

• CustomStack(int maxSize)：用 maxSize 初始化对象，maxSize 是栈中最多能容纳的元素数量。
• void push(int x)：如果栈还未增长到 maxSize ，就将 x 添加到栈顶。
• int pop()：弹出栈顶元素，并返回栈顶的值，或栈为空时返回 -1 。
• void inc(int k, int val)：栈底的 k 个元素的值都增加 val 。如果栈中元素总数小于 k ，则栈中的所有元素都增加 val 。

示例：

输入：
["CustomStack","push","push","pop","push","push","push","increment","increment","pop","pop","pop","pop"]
[[3],[1],[2],[],[2],[3],[4],[5,100],[2,100],[],[],[],[]]
输出：
[null,null,null,2,null,null,null,null,null,103,202,201,-1]
解释：
CustomStack stk = new CustomStack(3); // 栈是空的 []
stk.push(1);                          // 栈变为 [1]
stk.push(2);                          // 栈变为 [1, 2]
stk.pop();                            // 返回 2 --> 返回栈顶值 2，栈变为 [1]
stk.push(2);                          // 栈变为 [1, 2]
stk.push(3);                          // 栈变为 [1, 2, 3]
stk.push(4);                          // 栈仍然是 [1, 2, 3]，不能添加其他元素使栈大小变为 4
stk.increment(5, 100);                // 栈变为 [101, 102, 103]
stk.increment(2, 100);                // 栈变为 [201, 202, 103]
stk.pop();                            // 返回 103 --> 返回栈顶值 103，栈变为 [201, 202]
stk.pop();                            // 返回 202 --> 返回栈顶值 202，栈变为 [201]
stk.pop();                            // 返回 201 --> 返回栈顶值 201，栈变为 []
stk.pop();                            // 返回 -1 --> 栈为空，返回 -1

提示：

• 1 <= maxSize, x, k <= 1000
• 0 <= val <= 100
• 每种方法 increment，push 以及 pop 分别最多调用 1000 次

分析

#1

最简单的就是暴力操作即可。

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class CustomStack:

    def __init__(self, maxSize: int):
        self.size = maxSize
        self.stack = []

    def push(self, x: int) -> None:
        if len(self.stack) < self.size:
            self.stack.append(x)

    def pop(self) -> int:
        return self.stack.pop() if self.stack else -1

    def increment(self, k: int, val: int) -> None:
        for i in range(min(k, len(self.stack))):
            self.stack[i] += val

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#2

有个巧妙的方法可以减少 increment 的时间。

入栈时添加一个变量 add 表示额外增加的值。increment 操作时将 stack[k-1] 的 add 增加 val，pop 操作时将 add 累加到 stack[-1] 中即可。

解答

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class CustomStack:

    def __init__(self, maxSize: int):
        self.size = maxSize
        self.stack = []

    def push(self, x: int) -> None:
        if len(self.stack) < self.size:
            self.stack.append([x, 0])

    def pop(self) -> int:
        if not self.stack:
            return -1
        res, add = self.stack.pop()
        if self.stack:
            self.stack[-1][1] += add
        return res + add

    def increment(self, k: int, val: int) -> None:
        k = min(k, len(self.stack))
        if k > 0:
            self.stack[k-1][1] += val

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