[LeetCode] 每日一题 1656. 设计有序流

题目链接

https://leetcode.cn/problems/design-an-ordered-stream

题目描述

有 n 个 (id, value) 对，其中 id 是 1 到 n 之间的一个整数，value 是一个字符串。不存在 id 相同的两个 (id, value) 对。

设计一个流，以 任意 顺序获取 n 个 (id, value) 对，并在多次调用时 按 id 递增的顺序 返回一些值。

实现 OrderedStream 类：

• OrderedStream(int n) 构造一个能接收 n 个值的流，并将当前指针 ptr 设为 1 。

• String[] insert(int id, String value) 向流中存储新的 (id, value) 对。存储后：

  • 如果流存储有 id = ptr 的 (id, value) 对，则找出从 id = ptr 开始的 最长 id 连续递增序列 ，并 按顺序 返回与这些 id 关联的值的列表。然后，将 ptr 更新为最后那个  id + 1 。

  • 否则，返回一个空列表。

示例输入

示例

输入
["OrderedStream", "insert", "insert", "insert", "insert", "insert"]
[[5], [3, "ccccc"], [1, "aaaaa"], [2, "bbbbb"], [5, "eeeee"], [4, "ddddd"]]
输出
[null, [], ["aaaaa"], ["bbbbb", "ccccc"], [], ["ddddd", "eeeee"]]

解释
OrderedStream os= new OrderedStream(5);
os.insert(3, "ccccc"); // 插入 (3, "ccccc")，返回 []
os.insert(1, "aaaaa"); // 插入 (1, "aaaaa")，返回 ["aaaaa"]
os.insert(2, "bbbbb"); // 插入 (2, "bbbbb")，返回 ["bbbbb", "ccccc"]
os.insert(5, "eeeee"); // 插入 (5, "eeeee")，返回 []
os.insert(4, "ddddd"); // 插入 (4, "ddddd")，返回 ["ddddd", "eeeee"]

提示

• 1 <= n <= 1000

• 1 <= id <= n

• value.length == 5

• value 仅由小写字母组成

• 每次调用 insert 都会使用一个唯一的 id

• 恰好调用 n 次 insert

解题思路

这道题要求设计一个流（OrderedStream），能够按 id 递增的顺序获取 (id, value) 对，并在每次插入新元素时返回从当前 ptr 开始的最长递增 id 连续序列。简单来说，我们要通过一个指针 ptr 来记录流中当前的位置，并插入新的值。当 id = ptr 时，我们返回从当前指针位置开始的所有连续 id 的值

具体实现的思路如下：

• 使用一个数组 stream 来存储流中的值，并在每次插入时更新指针 ptr

• 当插入新值时，我们检查从当前 ptr 开始，是否有连续的 id 对应的值存在。如果有，则将这些值返回，并更新 ptr 为最后一个 id + 1

代码实现

class OrderedStream {
    final String[] stream;
    int ptr;

    public OrderedStream(int n) {
        stream = new String[n + 1];
        ptr = 1;
    }

    public List<String> insert(int idKey, String value) {
        stream[idKey] = value;
        int start = ptr;
        List<String> res = new ArrayList<>();
        while (ptr < stream.length && stream[ptr] != null) {
            res.add(stream[ptr]);
            ptr++;
        }
        return res;
    }
}

复杂度分析

• 时间复杂度：每次插入操作的时间复杂度是 O(n)（最坏情况，当插入的 id 是 ptr 后面一段连续 id 的最小值时，需要遍历整个流）。但是由于每次操作都是从当前 ptr 位置开始插入，时间复杂度不会超出 O(n)

• 空间复杂度：O(n)，因为我们使用一个大小为 n+1 的数组来存储流中的所有元素

总结

这道题虽然比较简单，但它很好地展示了如何设计一个有序流，并利用指针 ptr 来高效地返回连续 id 的值。通过合理使用数组存储和维护指针，我们能够在常数时间内完成插入操作，并根据当前指针位置返回相应的结果。其实这道题也让我想到，指针的概念在很多实际应用中都非常有用，能有效地减少不必要的重复计算和查找，提升程序性能

希望这篇分享能为你带来启发！如果你有任何问题或建议，欢迎在评论区留言，与我共同交流探讨。