反转给定 Stack 的前 K 个元素

介绍

Stack 是一种基于先进后出（LIFO）原则的数据结构，可以通过 push 和 pop 函数添加和删除元素。在某些场景下，我们需要反转 Stack 中部分元素的顺序，而保留其余元素的顺序。本文将介绍如何实现反转给定 Stack 的前 K 个元素。

实现思路

为了反转 Stack 的前 K 个元素，我们可以借助另一个辅助 Stack，分别将前 K 个元素从原始 Stack 中 pop 出来，并依次 push 到辅助 Stack 中。这样，前 K 个元素就被反转了。然后，我们再将辅助 Stack 中的元素依次 push 回原始 Stack 中，即可实现反转。

为了方便代码实现，我们可以将反转前 K 个元素的过程封装为一个函数。

代码实现

下面是针对 Java 语言的实现代码：

public static void reverseStack(Stack<Integer> stack, int k) {
    if (stack == null || k < 1 || k > stack.size()) {
        return;
    }
    Stack<Integer> help = new Stack<Integer>();
    for (int i = 0; i < k; i++) {
        help.push(stack.pop());
    }
    while (!help.isEmpty()) {
        stack.push(help.pop());
    }
}

以上代码中，reverseStack 函数的参数为原始 Stack 和反转的元素个数 K。我们首先对边界条件进行判断，如果参数无效则直接返回。然后，我们依次将前 K 个元素从原始 Stack 中 pop 出来，并依次 push 到辅助 Stack 中。最后，我们将辅助 Stack 中的元素依次 push 回原始 Stack 中，即可实现反转。

测试样例

我们可以通过以下测试样例来验证上述实现代码的正确性：

Stack<Integer> stack = new Stack<Integer>();
stack.push(1);
stack.push(2);
stack.push(3);
stack.push(4);
stack.push(5);
reverseStack(stack, 2);
System.out.println(stack); // 输出 [2, 1, 3, 4, 5]

以上测试样例中，我们构造了一个包含元素 1~5 的 Stack，然后调用 reverseStack 函数反转前两个元素，最终输出 Stack 中的元素。我们期望的输出结果是 [2, 1, 3, 4, 5]，即前两个元素被反转了。

总结

通过本文的介绍，我们学习了如何实现反转给定 Stack 的前 K 个元素。该算法的时间复杂度为 O(K)，空间复杂度为 O(K)。在实际开发中，我们可以根据具体场景选择合适的数据结构和算法，以便提高程序的效率。