每日一题：leetcode341.扁平化嵌套列表迭代器

题目描述

在这里插入图片描述

题目分析

这个题目自己大概花了一个小时，虽然是一遍AC，但是速度有点慢，太长时间不写代码导致自己对代码不太敏感，写起来慢腾腾的。

看到这个的想法就是，要用栈来保存列表的迭代器，这样将孩子列表遍历完成后才能重新回到父亲列表中，如果栈为空当然就结束了。

首先是对函数调用的分析，会首先调用hasNext再调用next，这就要求我们如果把后移操作放到hasNext中，那么栈顶就要指向当前位置之前，对于迭代器来说不容易操作，因此我们决定将后移操作放到next函数中

首要要定义栈中保存的迭代器的含义：我的想法是该层列表当前指向元素，这应该是比较符合直觉的，然而就是这种符合直觉的做法导致我的代码要复杂许多。因为这种定义其实是不统一的，栈顶的迭代器是直接可以访问元素的，而下面的迭代器因为保存的是当前元素的位置，所以栈顶访问结束后弹出以后是不能直接访问元素的，必须要执行一次后移操作，这种对栈中元素处理的不统一性导致代码变得复杂：一旦弹出必须要执行一次后移操作。可能这里还不明白为什么变复杂了，我再梳理一下需要进行的步骤：
首先，我们必须在hasNext函数中判断，当前栈顶迭代器需不需要弹出，如果不需要，就要判断当前栈顶迭代器指向的是不是一个整数，如果是，返回真即可，如果不是，需要将子列表的迭代器压栈进行访问，可是子列表有可能为空，因此不能直接访问子列表，同样要对新压入栈的迭代器判断需不需要弹出。如果不需要弹出就是正常操作：要么继续压栈，要么返回。但是如果需要弹出的话，还需要对父亲迭代器进行后移操作，后移以后首先要判断的同样是需不需要弹出。

可以总结一下：

每次后移操作后首先要做的是判断是否需要弹出
每次入栈操作以后要判断是否需要弹出

如果我们直接按照上面的顺序进行操作，将会写出比较复杂的代码（我就是这样），可以看到弹出操作比较频繁，我们可以将其剥离成一个函数

实现代码

class NestedIterator {
public:NestedIterator(vector<NestedInteger> &nestedList) {S.emplace(nestedList.cbegin(), nestedList.cend());}int next() {return (S.top().first++)->getInteger();}bool hasNext() {return !is_empty() && move_to_integer();}
private:using vec_iter = vector<NestedInteger>::const_iterator;stack<pair<vec_iter, vec_iter>> S;bool is_empty() {//检查列表是否为空，应该在每次执行++操作后进行检查//如果为空返回真if (S.empty()) return true;while(S.top().first == S.top().second) {//如果栈顶部的迭代器已经失效，则将其弹出S.pop();if (S.empty()) return true;++S.top().first;}return false;}bool move_to_integer() {//将迭代器指向整数，如果不是整数，则将当前迭代器压入栈//返回假表示后面没有整数，只有空列表while( !( S.top().first -> isInteger()) ) {auto &tp = S.top();//如果当前迭代器指向的不是整数，则得到其指向的列表const auto &lst = tp.first -> getList();if (lst.empty()) {//如果指向的列表为空，则不用处理该列表，直接跳过++tp.first;if (is_empty()) {//如果后面没有有效元素，直接返回假return false;}} else {//如果列表不为空，则将列表的迭代器压栈S.emplace(lst.cbegin(), lst.cend());}}return true;}
};

写代码遇到一个小问题就是我将声明语句放到了表达式中，但是总报错，经过测试发现声明语句不能写在表达式中。

AC之后我又去看了一下官方题解，发现思路大同小异，但是发现人家的代码十分简洁，主要的区别在于hasNext函数中题解通过将上面几个函数放到同一个循环里面，通过安排代码的顺序来完成任务：

先判断是否需要弹出，如果需要弹出则弹出后直接continue判断是否非空，然后再次执行循环，这时候就体现出设计的重要性了，题解中栈保存的是下次应该访问的迭代器地址，这就要求父列表迭代器在压入子列表迭代器后同时向后移动一位，因此弹出栈顶迭代器后就不需要再次向后移动了。如果不这样做，弹出后需要先判断栈是否为空，然后再后移，然后再判断是否需要弹出，将导致代码复杂
弹出后判断是否是一个整数，如果是直接返回true，如果不是则不断压栈，直到是一个整数。如果是一个空列表，则重新执行循环以后会弹出，因此不需要做多余的处理。

题解代码

class NestedIterator {
private:// pair 中存储的是列表的当前遍历位置，以及一个尾后迭代器用于判断是否遍历到了列表末尾stack<pair<vector<NestedInteger>::iterator, vector<NestedInteger>::iterator>> stk;public:NestedIterator(vector<NestedInteger> &nestedList) {stk.emplace(nestedList.begin(), nestedList.end());}int next() {// 由于保证调用 next 之前会调用 hasNext，直接返回栈顶列表的当前元素，然后迭代器指向下一个元素return stk.top().first++->getInteger();}bool hasNext() {while (!stk.empty()) {auto &p = stk.top();if (p.first == p.second) { // 遍历到当前列表末尾，出栈stk.pop();continue;}if (p.first->isInteger()) {return true;}// 若当前元素为列表，则将其入栈，且迭代器指向下一个元素auto &lst = p.first++->getList();stk.emplace(lst.begin(), lst.end());}return false;}
};