Question

剑指 Offer II 037. 小行星碰撞

题目描述

给定一个整数数组 asteroids，表示在同一行的小行星。

对于数组中的每一个元素，其绝对值表示小行星的大小，正负表示小行星的移动方向（正表示向右移动，负表示向左移动）。每一颗小行星以相同的速度移动。

找出碰撞后剩下的所有小行星。碰撞规则：两个行星相互碰撞，较小的行星会爆炸。如果两颗行星大小相同，则两颗行星都会爆炸。两颗移动方向相同的行星，永远不会发生碰撞。

 

示例 1：

输入：asteroids = [5,10,-5]
输出：[5,10]
解释：10 和 -5 碰撞后只剩下 10 。 5 和 10 永远不会发生碰撞。

示例 2：

输入：asteroids = [8,-8]
输出：[]
解释：8 和 -8 碰撞后，两者都发生爆炸。

示例 3：

输入：asteroids = [10,2,-5]
输出：[10]
解释：2 和 -5 发生碰撞后剩下 -5 。10 和 -5 发生碰撞后剩下 10 。

示例 4：

输入：asteroids = [-2,-1,1,2]
输出：[-2,-1,1,2]
解释：-2 和 -1 向左移动，而 1 和 2 向右移动。 由于移动方向相同的行星不会发生碰撞，所以最终没有行星发生碰撞。 

 

提示：

• 2 <= asteroids.length <= 104
• -1000 <= asteroids[i] <= 1000
• asteroids[i] != 0

 

注意：本题与主站 735 题相同： https://leetcode.cn/problems/asteroid-collision/

解法

方法一：栈

我们从左到右遍历每个小行星 $x$，由于每个小行星可能与之前的多个小行星发生碰撞，考虑用栈来存储。

• 对于当前小行星，如果 $x \gt 0$，那么它一定不会跟前面的小行星发生碰撞，我们可以直接将 $x$ 入栈。
• 否则，如果栈不为空并且栈顶元素大于 $0$，且栈顶元素小于 $-x$，那么栈顶元素对应的小行星会发生爆炸，我们循环将栈顶元素出栈，直到不满足条件。此时如果栈顶元素等于 $-x$，那么两个小行星会发生爆炸，只需要将栈顶元素出栈即可；如果栈为空，或者栈顶元素小于 $0$，那么当前小行星不会发生碰撞，我们将 $x$ 入栈。

最后我们返回栈中的元素即为答案。

时间复杂度 $O(n)$，空间复杂度 $O(n)$。其中 $n$ 是数组 $asteroids$ 的长度。

class Solution:
  def asteroidCollision(self, asteroids: List[int]) -> List[int]:
    stk = []
    for x in asteroids:
      if x > 0:
        stk.append(x)
      else:
        while stk and stk[-1] > 0 and stk[-1] < -x:
          stk.pop()
        if stk and stk[-1] == -x:
          stk.pop()
        elif not stk or stk[-1] < 0:
          stk.append(x)
    return stk

class Solution {
  public int[] asteroidCollision(int[] asteroids) {
    Deque<Integer> stk = new ArrayDeque<>();
    for (int x : asteroids) {
      if (x > 0) {
        stk.offerLast(x);
      } else {
        while (!stk.isEmpty() && stk.peekLast() > 0 && stk.peekLast() < -x) {
          stk.pollLast();
        }
        if (!stk.isEmpty() && stk.peekLast() == -x) {
          stk.pollLast();
        } else if (stk.isEmpty() || stk.peekLast() < 0) {
          stk.offerLast(x);
        }
      }
    }
    return stk.stream().mapToInt(Integer::valueOf).toArray();
  }
}

class Solution {
public:
  vector<int> asteroidCollision(vector<int>& asteroids) {
    vector<int> stk;
    for (int x : asteroids) {
      if (x > 0) {
        stk.push_back(x);
      } else {
        while (stk.size() && stk.back() > 0 && stk.back() < -x) {
          stk.pop_back();
        }
        if (stk.size() && stk.back() == -x) {
          stk.pop_back();
        } else if (stk.empty() || stk.back() < 0) {
          stk.push_back(x);
        }
      }
    }
    return stk;
  }
};

func asteroidCollision(asteroids []int) (stk []int) {
  for _, x := range asteroids {
    if x > 0 {
      stk = append(stk, x)
    } else {
      for len(stk) > 0 && stk[len(stk)-1] > 0 && stk[len(stk)-1] < -x {
        stk = stk[:len(stk)-1]
      }
      if len(stk) > 0 && stk[len(stk)-1] == -x {
        stk = stk[:len(stk)-1]
      } else if len(stk) == 0 || stk[len(stk)-1] < 0 {
        stk = append(stk, x)
      }
    }
  }
  return
}

function asteroidCollision(asteroids: number[]): number[] {
  const stk: number[] = [];
  for (const x of asteroids) {
    if (x > 0) {
      stk.push(x);
    } else {
      while (stk.length && stk.at(-1) > 0 && stk.at(-1) < -x) {
        stk.pop();
      }
      if (stk.length && stk.at(-1) === -x) {
        stk.pop();
      } else if (!stk.length || stk.at(-1) < 0) {
        stk.push(x);
      }
    }
  }
  return stk;
}

impl Solution {
  #[allow(dead_code)]
  pub fn asteroid_collision(asteroids: Vec<i32>) -> Vec<i32> {
    let mut stk = Vec::new();
    for &x in &asteroids {
      if x > 0 {
        stk.push(x);
      } else {
        while !stk.is_empty() && *stk.last().unwrap() > 0 && *stk.last().unwrap() < -x {
          stk.pop();
        }
        if !stk.is_empty() && *stk.last().unwrap() == -x {
          stk.pop();
        } else if stk.is_empty() || *stk.last().unwrap() < 0 {
          stk.push(x);
        }
      }
    }
    stk
  }
}