一、题目

  堆盘子。设想有一堆盘子，堆太高可能会倒下来。因此，在现实生活中，盘子堆到一定高度时，我们就会另外堆一堆盘子。请实现数据结构 SetOfStacks，模拟这种行为。SetOfStacks 应该由多个栈组成，并且在前一个栈填满时新建一个栈。此外，SetOfStacks.push() 和 SetOfStacks.pop() 应该与普通栈的操作方法相同（也就是说，pop()返回的值，应该跟只有一个栈时的情况一样）。 进阶：实现一个 popAt(int index) 方法，根据指定的子栈，执行pop操作。

  当某个栈为空时，应当删除该栈。当栈中没有元素或不存在该栈时，pop，popAt 应返回 -1.

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示例1:

输入：
[“StackOfPlates”, “push”, “push”, “popAt”, “pop”, “pop”]
[[1], [1], [2], [1], [], []]
输出：
[null, null, null, 2, 1, -1]

示例2:

输入：
[“StackOfPlates”, “push”, “push”, “push”, “popAt”, “popAt”, “popAt”]
[[2], [1], [2], [3], [0], [0], [0]]
输出：
[null, null, null, null, 2, 1, 3]

二、C# 题解

  这题不难，但是很繁琐。尤其是题目没有说明清楚，不仅不给出数据规模，而且还会出现栈的大小为 0 的情况，真是绷不住了。当中间栈有元素弹出时，后面的元素并不前移，这点题目也没说，也是挺离谱的。

public class StackOfPlates {
    
    
    private class Node {
    
    
        public int val = 0; // 若作为头结点，则表示该链表串联的元素个数
        public Node next = null;

        public Node(int v, Node n) {
    
    
            val = v;
            next = n;
        }
    }

    private Node[] stack;                   // 头结点数组，每个结点连接一个链表，表示一个栈
    private int MAX_CAP, p = -1;            // MAX_CAP 表示每个栈最多有几个盘子，p 用于指向当前栈
    private static int MAX_STACK_NUM = 999; // 栈的最大个数

    public StackOfPlates(int cap) {
    
    
        MAX_CAP = cap;
        stack = new Node[MAX_STACK_NUM];
    }
    
    public void Push(int val) {
    
    
        // 前置判断条件：不给放盘子或者栈达到最大个数
        if (MAX_CAP == 0 || p == MAX_STACK_NUM - 1 && stack[p].val == MAX_CAP) return; 

        // 如果 p 为 -1 或当前栈满，则激活新栈
        if (p == -1 || stack[p].val == MAX_CAP) stack[++p] = new Node(0, null); 

        // 压入元素
        stack[p].next = new Node(val, stack[p].next);
        stack[p].val++;
    }
    
    public int Pop() {
    
    
    	// 前置判断条件：不给放盘子或者没有栈
        if (MAX_CAP == 0 || p == -1) return -1; 

        // 弹出元素
        int result = stack[p].next.val;
        stack[p].next = stack[p].next.next;
        stack[p].val--;

        // 如果当前栈满，则指针前移
        if (stack[p].val == 0) stack[p--] = null;

        return result;
    }
    
    public int PopAt(int index) {
    
    
        // 前置判断条件：不给放盘子或没有栈
        if (MAX_CAP == 0 || stack[index] == null) return -1;

        // 弹出元素
        int result = stack[index].next.val;
        stack[index].next = stack[index].next.next;
        stack[index].val--;

        // 移除后栈为空，则将后面的栈前移
        if (stack[index].val == 0) {
    
    
            for (int i = index; i < p; i++) {
    
    
                stack[i].next = stack[i + 1].next;
                stack[i].val = stack[i + 1].val;
                stack[i + 1].next = null;
            }
            stack[p--] = null;
        }

        return result;
    }
}

/**
 * Your StackOfPlates object will be instantiated and called as such:
 * StackOfPlates obj = new StackOfPlates(cap);
 * obj.Push(val);
 * int param_2 = obj.Pop();
 * int param_3 = obj.PopAt(index);
 */

• 时间复杂度：$O(1)$。
• 空间复杂度：$O(n)$。