关于后端:面试高频题难度-155简单数据结构运用

题目形容

这是 LeetCode 上的 2034. 股票价格稳定 ，难度为 中等。

Tag :「数据结构」

给你一支股票价格的数据流。数据流中每一条记录蕴含一个 工夫戳 和该工夫点股票对应的 价格。

不巧的是，因为股票市场外在的波动性，股票价格记录可能不是按工夫程序到来的。某些状况下，有的记录可能是错的。如果两个有雷同工夫戳的记录呈现在数据流中，前一条记录视为谬误记录，后呈现的记录 更正 前一条谬误的记录。

请你设计一个算法，实现：

• 更新 股票在某一时间戳的股票价格，如果有之前同一时间戳的价格，这一操作将 更正 之前的谬误价格。
• 找到以后记录里 最新股票价格。最新股票价格 定义为工夫戳最晚的股票价格。
• 找到以后记录里股票的 最高价格。
• 找到以后记录里股票的 最低价格。

请你实现 StockPrice 类：

• StockPrice() 初始化对象，以后无股票价格记录。
• void update(int timestamp, int price) 在工夫点 timestamp 更新股票价格为 price。
• int current() 返回股票 最新价格。
• int maximum() 返回股票 最高价格。
• int minimum() 返回股票 最低价格。

示例 1：

输出：["StockPrice", "update", "update", "current", "maximum", "update", "maximum", "update", "minimum"]
[[], [1, 10], [2, 5], [], [], [1, 3], [], [4, 2], []]
输入：[null, null, null, 5, 10, null, 5, null, 2]

解释：StockPrice stockPrice = new StockPrice();
stockPrice.update(1, 10); // 工夫戳为 [1]，对应的股票价格为 [10]。stockPrice.update(2, 5);  // 工夫戳为 [1,2]，对应的股票价格为 [10,5]。stockPrice.current();     // 返回 5，最新工夫戳为 2，对应价格为 5。stockPrice.maximum();     // 返回 10，最高价格的工夫戳为 1，价格为 10。stockPrice.update(1, 3);  // 之前工夫戳为 1 的价格谬误，价格更新为 3。// 工夫戳为 [1,2]，对应股票价格为 [3,5]。stockPrice.maximum();     // 返回 5，更正后最高价格为 5。stockPrice.update(4, 2);  // 工夫戳为 [1,2,4]，对应价格为 [3,5,2]。stockPrice.minimum();     // 返回 2，最低价格工夫戳为 4，价格为 2。

提醒：

• $1 <= timestamp, price <= 10^9$
• update，current，maximum 和 minimum 总 调用次数不超过 $10^5$ 
• current，maximum 和 minimum 被调用时，update 操作 至多 曾经被调用过 一次。

模仿 + 数据结构

容易想到咱们须要应用「哈希表」来记录 {工夫: 价格} 的映射关系。

对于 current 操作，咱们能够保护一个最大的工夫戳 cur，在调用 current 的时候间接 $O(1)$ 查得后果。

而后思考解决 update 操作中对雷同工夫点的更新问题，咱们能够应用 TreeMap（红黑树）来解决该问题。以 {价格: 该价格对应的工夫点数量} 的 KV 模式进行存储，key 依照「升序」进行排序。

而后对传入的 timestamp 是否曾经被记录（是否曾经存在哈希表中）进行分状况探讨：

• 传入的 timestamp 未被记录，间接更新哈希表和 TreeMap；
• 传入的 timestamp 已被记录，此时须要先从哈希表取出旧价格 old，而后用旧价格对 TreeMap 进行批改（如果该价格只有一个工夫点，将该价格间接从 TreeMap 中移除；若有多个工夫点，则对该价格对应的工夫点数量进行减一操作），而后再应用传入的新价格 price 更新哈希表和 TreeMap。

minimum 和 maximum 操作则只须要获得 TreeMap 的首尾 Key 即可。

代码：

class StockPrice {
    int cur;
    Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
    TreeMap<Integer, Integer> ts = new TreeMap<>();
    public void update(int timestamp, int price) {cur = Math.max(cur, timestamp);
        if (map.containsKey(timestamp)) {int old = map.get(timestamp);
            int cnt = ts.get(old);
            if (cnt == 1) ts.remove(old);
            else ts.put(old, cnt - 1);
        }
        map.put(timestamp, price);
        ts.put(price, ts.getOrDefault(price, 0) + 1);
    }
    
    public int current() {return map.get(cur);
    }
    
    public int maximum() {return ts.lastKey();
    }
    
    public int minimum() {return ts.firstKey();
    }
}

• 工夫复杂度：令 $n$ 为最大调用次数，update 复杂度为 $O(\log{n})$；current、maximum 和 minimum 操作复杂度为 $O(1)$
• 空间复杂度：$O(n)$

最初

这是咱们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.2034 篇，系列开始于 2021/01/01，截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目，局部是有锁题，咱们将先把所有不带锁的题目刷完。

在这个系列文章外面，除了解说解题思路以外，还会尽可能给出最为简洁的代码。如果波及通解还会相应的代码模板。

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