神马文学网程序员面试题精选(02)－设计包含min函数的栈
来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/05/01 22:28:29
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)。
分析：这是去年google的一道面试题。
我看到这道题目时，第一反应就是每次push一个新元素时，将栈里所有逆序元素排序。这样栈顶元素将是最小元素。但由于不能保证最后push进栈的元素最先出栈，这种思路设计的数据结构已经不是一个栈了。
在栈里添加一个成员变量存放最小元素（或最小元素的位置）。每次push一个新元素进栈的时候，如果该元素比当前的最小元素还要小，则更新最小元素。
乍一看这样思路挺好的。但仔细一想，该思路存在一个重要的问题：如果当前最小元素被pop出去，如何才能得到下一个最小元素？
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。
参考代码：
#include
#include
template class CStackWithMin
{
public:
CStackWithMin(void) {}
virtual ~CStackWithMin(void) {}
T& top(void);
const T& top(void) const;
void push(const T& value);
void pop(void);
const T& min(void) const;
private:
T> m_data; // the elements of stack
size_t> m_minIndex; // the indices of minimum elements
};
// get the last element of mutable stack
template T& CStackWithMin::top()
{
return m_data.back();
}
// get the last element of non-mutable stack
template const T& CStackWithMin::top() const
{
return m_data.back();
}
// insert an elment at the end of stack
template void CStackWithMin::push(const T& value)
{
// append the data into the end of m_data
m_data.push_back(value);
// set the index of minimum elment in m_data at the end of m_minIndex
if(m_minIndex.size() == 0)
m_minIndex.push_back(0);
else
{
if(value < m_data[m_minIndex.back()])
m_minIndex.push_back(m_data.size() - 1);
else
m_minIndex.push_back(m_minIndex.back());
}
}
// erease the element at the end of stack
template void CStackWithMin::pop()
{
// pop m_data
m_data.pop_back();
// pop m_minIndex
m_minIndex.pop_back();
}
// get the minimum element of stack
template const T& CStackWithMin::min() const
{
assert(m_data.size() > 0);
assert(m_minIndex.size() > 0);
return m_data[m_minIndex.back()];
}
讨论：如果思路正确，编写上述代码不是一件很难的事情。但如果能注意一些细节无疑能在面试中加分。比如我在上面的代码中做了如下的工作：
· 用模板类实现。如果别人的元素类型只是int类型，模板将能给面试官带来好印象；
· 两个版本的top函数。在很多类中，都需要提供const和非const版本的成员访问函数；
· min函数中assert。把代码写的尽量安全是每个软件公司对程序员的要求；
· 添加一些注释。注释既能提高代码的可读性，又能增加代码量，何乐而不为？
总之，在面试时如果时间允许，尽量把代码写的漂亮一些。说不定代码中的几个小亮点就能让自己轻松拿到心仪的Offer。
正在加载中...
分析：这是去年google的一道面试题。
我看到这道题目时，第一反应就是每次push一个新元素时，将栈里所有逆序元素排序。这样栈顶元素将是最小元素。但由于不能保证最后push进栈的元素最先出栈，这种思路设计的数据结构已经不是一个栈了。
在栈里添加一个成员变量存放最小元素（或最小元素的位置）。每次push一个新元素进栈的时候，如果该元素比当前的最小元素还要小，则更新最小元素。
乍一看这样思路挺好的。但仔细一想，该思路存在一个重要的问题：如果当前最小元素被pop出去，如何才能得到下一个最小元素？
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。
参考代码：
#include
#include
template
{
public:
CStackWithMin(void) {}
virtual ~CStackWithMin(void) {}
T& top(void);
const T& top(void) const;
void push(const T& value);
void pop(void);
const T& min(void) const;
private:
T> m_data; // the elements of stack
size_t> m_minIndex; // the indices of minimum elements
};
// get the last element of mutable stack
template
{
return m_data.back();
}
// get the last element of non-mutable stack
template
{
return m_data.back();
}
// insert an elment at the end of stack
template
{
// append the data into the end of m_data
m_data.push_back(value);
// set the index of minimum elment in m_data at the end of m_minIndex
if(m_minIndex.size() == 0)
m_minIndex.push_back(0);
else
{
if(value < m_data[m_minIndex.back()])
m_minIndex.push_back(m_data.size() - 1);
else
m_minIndex.push_back(m_minIndex.back());
}
}
// erease the element at the end of stack
template
{
// pop m_data
m_data.pop_back();
// pop m_minIndex
m_minIndex.pop_back();
}
// get the minimum element of stack
template
{
assert(m_data.size() > 0);
assert(m_minIndex.size() > 0);
return m_data[m_minIndex.back()];
}
讨论：如果思路正确，编写上述代码不是一件很难的事情。但如果能注意一些细节无疑能在面试中加分。比如我在上面的代码中做了如下的工作：
· 用模板类实现。如果别人的元素类型只是int类型，模板将能给面试官带来好印象；
· 两个版本的top函数。在很多类中，都需要提供const和非const版本的成员访问函数；
· min函数中assert。把代码写的尽量安全是每个软件公司对程序员的要求；
· 添加一些注释。注释既能提高代码的可读性，又能增加代码量，何乐而不为？
总之，在面试时如果时间允许，尽量把代码写的漂亮一些。说不定代码中的几个小亮点就能让自己轻松拿到心仪的Offer。
正在加载中...
程序员面试题精选(02)－设计包含min函数的栈
程序员面试题精选(03)－求子数组的最大和
程序员面试题精选(03)－求子数组的最大和 - 涛声依旧 - 网易博客
程序员面试题精选(01)－把二元查找树转变成排序的双向链表 - 涛声依旧 - 网易博客
计算机程序员的一些面试题
程序员面试题
若干公务员面试题精选的答案
conio.h包含的函数
著名企业招聘面试题精选
著名企业招聘面试题精选
设计程序：定义带参数的宏MXA(A,B)和MIN(A,B)，分别求出大数和小数。在主函数中...
6若干公务员面试题精选的答案
公务员历年考试面试题精选
赛门铁克的面试题
公司的面试题
深刻剖析经典面试题之三：关于虚函数
求一字符串中是否包含另一字符串的函数
Google 的疯狂面试题
Google 的疯狂面试题
香港大学的面试题.
微软的面试题 (转载)
腾讯的笔试面试题
香港大学的面试题
香港大学的面试题