【C/C++】735. 行星碰撞携手创作，共同成长！这是我参与「掘金日新计划 · 8 月更文挑战」的第23天，点击查看活

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题目链接：735. 行星碰撞

题目描述

给定一个整数数组 asteroids，表示在同一行的行星。

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

找出碰撞后剩下的所有行星。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。

提示:

$2 \leqslant asteroids.length \leqslant 10^4$
$-1000 \leqslant asteroids[i] \leqslant 1000$
asteroids[i] != 0

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 。

整理题意

题目给定一个一维整数数组 asteroids，其中每个元素表示一个行星的大小和运动方向：

符号部分表示运动方向，+ 正号表示向右移动，- 负号表示向左移动，且移动速度相同。
数字部分表示行星大小。这些行星都在一条水平直线上，给定碰撞规则，大行星和小行星碰撞时小行星爆炸消失，大行星不变，当行星大小相同时，两个行星同时爆炸，全部消失。

问碰撞后剩下的所有行星排列。

题目提示由于行星移动速度相同，所以朝着相同方向运动的行星无论大小都不会碰撞。

解题思路分析

我们可以使用一个栈进行模拟这个碰撞过程：

当行星是向右移动时我们将行星放入栈
当遇到向左移动的行星时我们首先与栈顶的行星进行碰撞模拟，直至消失或者栈中没有元素为止。依次模拟这个过程即可。

具体实现

从左到右遍历所有行星；
将大于 0 的行星放入栈中；
将小于 0 的行星不断与栈顶向右移动的行星（如果存在）进行比较大小，模拟碰撞过程，直至消失或者栈空。
如果模拟碰撞结束后当前小于 0 的行星仍然还在，那么将其放入栈中。

我们采用 vector 代替栈进行模拟，因为正好可以当作返回值进行返回。

在模拟碰撞的过程中首先使用一个变量记录当前行星是否还存在。

使用 vector 的 pop_back() 函数可以模拟栈中的弹出栈顶元素操作；

使用 vector 的 back() 函数可以模拟栈中的取出栈顶元素的操作。

复杂度分析

时间复杂度： $O(n)$ ，其中 n 为数组 asteroids 的大小。出入栈次数均不超过 n 次。
空间复杂度： $O(1)$ 。返回值不计入空间复杂度，仅需常数空间。

代码实现

class Solution {
public:
    vector<int> asteroidCollision(vector<int>& asteroids) {
        //用矢量数组vector当栈和返回数组
        vector<int> ans;
        ans.clear();
        //顺序遍历每个行星
        for(int &a : asteroids){
            //记录当前行星是否还在
            bool alive = true;
            //如果当前行星还在 && 当前行星向左 && 栈中有元素 && 最后一个是朝右的
            while(alive && a < 0 && ans.size() && ans.back() > 0){
                alive = -a > ans.back();
                //不断与栈顶的行星碰撞
                if(ans.back() <= -a) ans.pop_back();
            }
            //如果当前行星还在就压入栈
            if(alive) ans.push_back(a);
        }
        return ans;
    }
};

总结

该题的难点在于想到使用栈数据结构进行模拟，当想到使用栈时，题目就变得简单了，因为剩下的就是模拟了。
需要注意在代码实现过程中注意边界问题，还有负数的行星与整数的行星比大小时需要取绝对值。
该题可以使用 vector 进行模拟栈操作，从而节省了栈空间，这是因为 vector 在该题中是作为返回值的存在，不计入空间复杂度，算是一个空间复杂度的优化。
测试结果：

结束语

人这一生中会遇到几次不错的机遇，但只要你稍微犹豫，机会就会从眼前溜走。所以，当你能够抓住机遇时，要确定自己具备接得住的能力。我们无法预知幸运会在哪个瞬间降临，但我们可以不断提升自己。新的一天，加油！