您的位置:首页 > 职场人生

面试题之堆栈队列系列一:设计包含min函数的栈

2013-08-11 17:03 357 查看

编译环境

本系列文章所提供的算法均在以下环境下编译通过。

【算法编译环境】Federa 8,linux 2.6.35.6-45.fc14.i686
【处理器】 Intel(R) Core(TM)2 Quad CPU Q9400 @ 2.66GHz
【内存】 2025272 kB


前言

这是一道经常遇见的面试题。好像网易和google都曾出过此题。这道题解法也胜多。这里给出普遍的一种解法。即增加一个辅助堆栈来存储最小值。

本系列文章均系笔者所写,难免有一些错误或者纰漏,如果小伙伴们有好的建议或者更好的算法,请不吝赐教。

正文

【题目】

定义栈的数据结构,要求添加一个min函数,能够得到栈的最小元素。要求函数min、push以及pop的时间复杂度都是O(1)。

【例子】

【分析】

我第一次看到这个题目的时候,想用一个min变量保存最小的值就不OK了。再一想,如果这个最小元素被pop出去了,怎么办呢?

因此仅仅只添加一个成员变量存放最小元素(或最小元素的位置)是不够的。我们需要一个辅助栈。每次push一个新元素的时候,同时将最小元素(或最小元素的位置。考虑到栈元素的类型可能是复杂的数据结构,用最小元素的位置将能减少空间消耗)push到辅助栈中;每次pop一个元素出栈的时候,同时pop辅助栈。

【代码】

#ifndef STACK_HPP

#define  STACK_SIZE 20

typedef struct {
int data[STACK_SIZE];
int top;
int min;
}Stack;

void init( Stack *s );
void push( Stack *s, int val );
int pop( Stack *s );
bool full( Stack *s );
bool empty( Stack *s );
int min( Stack *s );

#endif


#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include "stack.hpp"

Stack assist;

void init( Stack *s )
{
s->top = -1;
s->min = -1;

assist.top = -1;
}

void push( Stack *s ,int val )
{
if( full(s) )
{
printf("%s\n", "stack is full");
return;
}
if( (s->min == -1) || (val < s->min) )
{
s->min = val;
assist.data[++assist.top] = val;
}
s->data[++s->top] = val;
}

int pop( Stack *s )
{
int data;
if( empty(s) )
{
printf( "%s\n", "stack is empty" );
return -1;
}
data = s->data[s->top--];
if( data == assist.data[assist.top] )
{
s->min = assist.data[--assist.top];
}
return data;
}

bool full( Stack *s )
{
if( s->top == STACK_SIZE-1 )
{
return true;
}
return false;
}

bool empty( Stack *s )
{
if( s->top == -1 )
{
return true;
}
return false;
}

int min( Stack *s )
{
return s->min;
}

int main( int argc, char ** argv )
{
Stack s;
init( &s );
push( &s, 3);
std::cout << min( &s ) << std::endl;
push( &s, 4);
std::cout << min( &s ) << std::endl;
push( &s, 2);
std::cout << min( &s ) << std::endl;
push( &s, 1);
std::cout << min( &s ) << std::endl;
pop( &s );
std::cout << min( &s ) << std::endl;
pop( &s );
std::cout << min( &s ) << std::endl;
push( &s, 0);
std::cout << min( &s ) << std::endl;
return 0;
}


【结论】

我们做如下测试:

排序键值字段的类型

步骤数据栈辅助栈最小值
1333
23,433
33,4,23,22
43,4,2,13,2,11
53,4,23,22
63,433
73,4,03,00

作者

出处:http://www.cnblogs.com/gina

本文版权归作者所有,欢迎转载,但未经作者同意必须保留此段声明,且在文章页面明显位置给出原文连接,否则保留追究法律责任的权利。
内容来自用户分享和网络整理,不保证内容的准确性,如有侵权内容,可联系管理员处理 点击这里给我发消息
标签: