1.获取栈的最小值
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)。
思考过程
对于push和pop操作来说,都很简单,无论是数组实现栈,还是链表实现栈都很容易。但是唯独min函数不好做。
首先对于栈这个数据结构来说,我们只能获取第一个元素,也就是栈顶的元素。我们不能访问到别的元素,所以我们不行也不可能去遍历获取栈的最小值。
那么我们肯定需要去保存栈的最小值,但是每当一个元素出栈之后,这个最小值需要变动,那么怎么变动呢?这又是一个问题。
还有就是如何去保存这个最小值,如果我们维护一个优先队列,或者别的数据结构, 使得维护的结构是已经排序好的,那么当然可以,但是这对于空间和时间的开销来说都不行。
既然是栈,那么肯定有栈自己的解决方式。
只要维护另一个栈,就能完成这个任务。
最小栈
1、定义一个栈这里我们称为最小栈,原来的栈我们称为数据栈。
2、最小栈和数据栈元素个数一定相同。最小栈的栈顶元素为数据栈的所有元素的最小值。
3、数据栈入栈一个元素A,最小栈需要拿这个元素与最小栈栈顶元素B比较,如果A小于B,则最小栈入栈A。否则最小栈入栈B。
4、当数据栈出栈一个元素时,最小栈也同时出栈一个元素。
图形解释其过程
代码解释其过程
#include#include #include #include using namespace std;stack dataStack;stack minStack;int main() { int n; while(cin>>n) { if(!minStack.empty() && minStack.top() <= n) { dataStack.push(n); minStack.push(minStack.top()); } else { dataStack.push(n); minStack.push(n); } printf("当前栈的最小元素为:%d\n",minStack.top()); } return 0;}
2.用两个栈来实现一个队列,完成队列的Push和Pop操作。 队列中的元素为int类型。
思路:push操作无所谓栈或队列,都是往里面加入元素。而区别在于pop操作,队列的pop操作取的是先push的元素,而栈pop的则是最后push的元素,怎样通过两个栈来实现队列的pop操作,是主要问题所在。举个例子,向stack1中逐个push进a,b,c,则stack1中元素{a,b,c},c位于栈顶,再将stack1中元素pop,并push进stack2中,则stack2元素{c,b,a},a位于栈顶,pop出的顺序为a,b,c,符合先进先出的队列。简而言之,stack2中的元素是符合队列pop顺序的,可以直接pop,而stack1中的元素要想按照队列的pop需先push到stack2中,即当stack2不为空时,可以直接pop,当stack2为空时,将stack1中的元素pop并push进stack2中,再pop。
说的有点乱,贴上代码,就会更容易理解:
import java.util.Stack;public class Solution { public static Stackstack1 = new Stack (); public static Stack stack2 = new Stack (); public static void push(int node) { stack1.push(node); } public static int pop() { if(stack2.empty()){ while(!stack1.empty()){ stack2.push(stack1.pop()); } } if(stack2.empty()){ System.out.println("queue is empty"); } return stack2.pop(); } public static void main(String[] args){ push(1); push(2); push(3); push(4); System.out.println(pop()); } }
3.用两个队列实现一个栈
思路:栈的push操作,当两个队列都为空时,不妨将元素push进queue1;或者push进非空队列。栈的pop操作,根据队列的先进先出原则,先插入的元素在队首,后插入的在队尾,而栈的操作要求后进先出,即队尾的元素要先出,可以将非空队列的元素逐个出队并入队到空队列中,直到空队列剩余一个元素,此时删除这个元素即可。
贴出代码
package com.su.biancheng;import java.util.LinkedList;import java.util.Queue;/** * @title StackWithTwoQueues.java * @author Shuai * @date 2016-4-15下午9:00:25 */ public class StackWithTwoQueues { public static Queuequeue1=new LinkedList (); public static Queue queue2=new LinkedList (); public static void push(int e){ //插入非空队列 if(queue2.isEmpty()) //offer添加 queue1.offer(e); if(queue1.isEmpty()) queue2.offer(e); } public static int pop(){ //将非空队列的元素逐个出队并插入到空队列 //poll,获取并移除此队列的头,如果此队列为空,则返回 null。 //remove,获取并移除此队列的头。此方法与 poll 唯一的不同在于:此队列为空时将抛出一个异常。 if(!queue1.isEmpty()){ while(queue1.size()>1){ queue2.offer(queue1.poll()); } return queue1.poll(); } else if(!queue2.isEmpty()){ while(queue2.size()>1){ queue1.offer(queue2.poll()); } return queue2.poll(); } return 0; } public static void main(String[] args){ push(1); push(2); push(3); push(4); push(5); System.out.println(pop()); } }