面试题目——《CC150》栈与队列

面试题3.1：描述如何只用一个数组来实现三个栈。

方法1：固定分割

方法2：弹性分割（较难）

package cc150;

public class ArrayStack {

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		// TODO 自动生成的方法存根
		ArrayStack theStack = new ArrayStack();
		theStack.push(0, 1);
		theStack.push(0, 2);
		theStack.push(1, 10);
		theStack.push(1, 11);
		theStack.push(2, 20);
		theStack.push(2, 21);

		System.out.println(theStack.peek(1));
	}

	int stackSize = 100;
	int[] buffer = new int[stackSize * 3];
	int[] stackPointer = {-1,-1,-1};	//用于记录每个栈的栈顶在数组的位置，开始是0,100,200

	//返回不是的栈的栈顶在数组中的当前位置
	int absTopOfStack(int stackNum){
		return stackNum * stackSize + stackPointer[stackNum];
	}

	//入栈
	void push(int stackNum,int value) throws Exception{
		if(stackPointer[stackNum] + 1 >= stackSize){
			throw new Exception("超出范围");
		}
		//栈顶指针自增，并把值放进对应的栈
		stackPointer[stackNum]++;
		buffer[absTopOfStack(stackNum)] = value;
	}

	//出栈
	int pop(int stackNum)throws Exception{
		if(stackPointer[stackNum] == -1){
			throw new Exception("当前栈为空");
		}
		int value = buffer[absTopOfStack(stackNum)];
		buffer[absTopOfStack(stackNum)] = 0;	//清零指定的数组
		stackPointer[stackNum]--;	//指针自减
		return value;
	}

	//返回栈顶元素
	int peek(int stackNum){
		int index = absTopOfStack(stackNum);
		return buffer[index];
	}

	//判断栈是否为空
	boolean isEmpty(int staqckNum){
		return (stackPointer[staqckNum] == -1);
	}

}

面试题3.2：请设计一个栈，除pop与push方法，还支持min方法，可返回栈元素中的最小值。push、pop和min三个方法的时间复杂度必须为O（1）。——《Leetcode》155. Min Stack

　　思路：利用额外的栈来记录每一个状态的最小值，注意当所有小于栈底的元素都弹出后，最小的就是栈底元素

public class MinStack {
    Stack<Integer> theStack;
    Stack<Integer> theStack_temp;    //最小的元素
    /** initialize your data structure here. */
    public MinStack() {
        theStack = new Stack<Integer>();
        theStack_temp = new Stack<Integer>();    //最小的元素
    }

    public void push(int x) {
        if(theStack.empty() || x<=theStack_temp.peek())
            theStack_temp.push(x);
        theStack.push(x);//这句放在前会空栈
    }

    public void pop() {
        int temp = theStack.pop();
        if(temp == theStack_temp.peek())
            theStack_temp.pop();
    }

    public int top() {
        return theStack.peek();
    }

    public int getMin() {
        return theStack_temp.peek();
    }
}

/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * MinStack obj = new MinStack();
 * obj.push(x);
 * obj.pop();
 * int param_3 = obj.top();
 * int param_4 = obj.getMin();
 */

面试题3.3：设想有一堆盘子，堆太高可能会倒下来。因此，在现实生活中，盘子堆到一定高度时，我们就会另外堆一堆盘子。请实现数据结构SetOfStacks，模拟这种行为。SetOfStacks应该由多个栈组成，并且在前一个栈填满时新建一个栈。此外，SetOfStacks.push()和SetOfStacks.pop()应该与普通栈的操作方法相同（也就是说，pop()返回的值，应该跟只有一个栈时的情况一样）。

package cc150;

import java.util.ArrayList;

public class SetOfStacks {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO 自动生成的方法存根

	}

	ArrayList<ArrayList<Integer>> stacks = null;
	ArrayList<Integer> curStack = null;

	public ArrayList<ArrayList<Integer>> setOfStacks(int[][] ope, int size) {//第一个表示push或者pop，第二个为待处理的元素
        // write code here
		stacks = new ArrayList<ArrayList<Integer>>(size);
		curStack = new ArrayList<Integer>(size);
		stacks.add(curStack);

		for(int i=0;i<ope.length;i++){
			if(ope[i][0] == 1)
				push(ope[i][1],size);
			else if(ope[i][0] == 2)
				pop(size);
		}
		return stacks;
    }

	public void push(int v,int size){
		if(curStack.size() != size){//数组未满
			curStack.add(v);
		}else{
			curStack = new ArrayList<Integer>(size);
			curStack.add(v);
			stacks.add(curStack);
		}
	}

	public void pop(int size){
		int temp=0;
		if(curStack.size() != 0){//数组未满
			temp = curStack.get(curStack.size()-1);
			curStack.remove(curStack.size()-1);
		}else{
			stacks.remove(stacks.size()-1);
			curStack = stacks.get(stacks.size()-1);
			temp = curStack.get(size-1);
			curStack.remove(curStack.size()-1);
		}
		//return temp;
	}

}

面试题3.4：汉诺塔问题——部分参考 Java递归算法——汉诺塔问题

面试题3.5：实现一个MyQueue类，该类用两个栈实现一个队列。——《Leetcode》232 Implement Queue using Stacks

面试题3.6：编写程序，按升序对栈进行排序（即最大元素位于栈顶）。最多只能使用一个额外的栈存放临时数据，但不得讲数据复制到别的数据结构中（如数组）。该栈支持如下操作：push、pop、peek和isEmpty。

面试题3.7：猫狗收容所