劍指LeetCode面試演算法棧佇列堆

一、基礎知識

棧：後進先出的線性表；stl方法包含push(x),pop(),top(),empty()

佇列：先進先出的線性表；stl方法包含push(x),pop(),top(),empty()

二、目錄

使用佇列實現棧

三、解題

1.使用佇列實現棧

這題在劍指offer中是面試題9（用兩個佇列實現棧），leetcode229。使用佇列實現棧。

對於1,2,3,4,5這樣乙個序列，

用棧儲存，從上至下為5,4,3,2,1。5為棧頂，使用top返回5，push（x）則x變為棧頂；

用佇列儲存，從上至下為5,4,3,2,1。1為隊頭，使用top返回1，push（x）x插入尾部，1還是隊頭；

思路：使用兩個佇列，queue1佇列依次push 1 2 3，這時1為隊頭，使用pop彈出的是1，不符合棧後進先出的要求，於是先將1,2 push進queue2，query1剩餘3，此時pop彈出為3，實現了彈出棧頂元素的需求。如需要彈出2，則重複步驟，先將1 push進queue1，直到queue2剩下最後乙個元素即2，此時彈出可得到2

待寫

2.使用棧實現佇列

這題在劍指offer中是面試題9（用兩個棧實現佇列），leetcode232。

思路：使用兩個棧，push值到stack1中，front時將stack1的棧頂push進stack2中，原先stack1中的棧頂就變成stack2的棧底，原先stack1的棧底（隊首）變為stack2棧頂，用top可得到stack2的棧頂，也就是隊首元素。

#include
#include
class
myqueue
intfront()
}int res = stack2.
top();
return res;
}void
pop()}
;int
main()

3.包含min函式的棧

這題在劍指offer中是面試題9（用兩個棧實現佇列），leetcode155。

設計乙個棧，包含push,pop,top,getmin，要求演算法複雜度為o(1)

思路：由於要求複雜度為常數級，故不能採取遍歷的方式記錄最小值；故使用乙個最小值棧，資料棧中每push乙個值，直接push就好；對應最小值棧需要將新值和棧頂元素進行進行比較，誰小就push誰。

};4.出棧序列是否合法

已知從1至n的數字序列，按順序入棧，每個數字入棧後即可出棧，也可在棧中停留，等待後面的數字入棧出棧後，該數字再出棧，求該數字序列的出棧序列是否合法？

這題在劍指offer中是面試題31。

思路：1.出棧結果儲存在佇列 order中(也可以用輔助棧)

2.按元素順序，將元素push進入棧,

3.每push1個元素，即檢查是否與佇列首部元素相同,若相同則彈出佇列首元素，彈出棧頂元素，直到兩元素不同結束

4.若最終棧為空，說明序列合法，否則不合法

整體複雜度o(n)

#include
#include
#include
class
checkordervalid}if
(!s.
empty()
)// s不空說明還有元素，即序列不合法
return
false
;return
true;}
};intmain()
else
return0;
}

5.把字串轉換成整數

把字串轉換成整數

思路：看題目似乎很簡單，但是如果考慮清楚輸入的可能性，**量還是挺多的。

#include
long
long
strtointcore
(const
char
* str,
bool minus)
;enum status 
;int g_nstatus = kvalid;
intstrtoint
(const
char
* str)if(
*str !=
'\0'
)             num =
strtointcore
(str, minus);}
return
(int
)num;
}long
long
strtointcore
(const
char
* digit,
bool minus)
digit++;}
else}if
(*digit ==
'\0'
)         g_nstatus = kvalid;
return num;
}// ********************測試**********************
void
test
(const
char
* string)
intmain
(int argc,
char
* ar**)

6.求陣列中第k大的數（二叉堆）

乙個未排序的陣列，求其中第k大的值。 leetcode215題

乙個陣列中求第k大，只要將前k大的值存入堆中，最小堆會自動調整，始終保證堆頂為堆中最小值，使用top即求得第k大值。

#include
#include
主要是std::priority_queue<
int, std::vector<
int>
, std::greater<
int>
> q;最小堆
class
arraykthheap
else
if(q.
top(
)< nums[i])}
return q.
top();
}};int
main()

7.求動態陣列中位數

劍指offer面試題41，leetcode295

設計乙個資料結構，該資料結構動態維護一組資料，且支援如下操作：

1.新增元素：void addnum（int num），將整型num新增至資料結構中。

2.返回資料的中位數：double findmedian返回其維護的資料的中位數

中位數定義

1.若資料個數為奇數，中位數是該組數排序後中間的數。【1,2,3】->2

2.若資料個數為偶數，中位數是該組數排序後中間的兩個數字的平均值。【1,2,3,4】->2.5

思路：最大堆的堆頂是堆中最大的，最小堆的堆頂是堆中最小的，最大堆的堆頂《最小堆的堆頂

動態新增資料到最大最小堆中：需要兩個堆大小差距不超過1，新增的數加入到較少的堆中

堆頂相加/2即為中位數

插入時間複雜度nlogn，得到中位數複雜度n

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