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堆和栈

栈的数据结构

typede int Value;
typedef struct Entry{
    Entry *next;
    Value value;
}Entry;

typedef struct Stack{
    Entry *head;/*添加和删除都在这个节点指针上*/
    int length;
    int capacity;
}Stack;

Stack create(unsigned int size);
void push(Stack,Value);
Value pop(Stack);

队列的数据结构

typede int Value;
typedef struct Entry{
    Entry *next;
    Value value;
}Entry;

typedef struct Queue{
    Entry *front;/*删除都在这个节点指针上*/
    Entry *rear;/*添加在这个节点指针上*/
    int length;
}Stack;

void enqueue(Queue,Value);
void dequeue(Queue);

这里的题目是有关栈和队列的问题。

循环队列中元素个数

如果用一个循环数组 q[0..m-1] 表示队列时,该队列只有一个队列头指针 front,不设队列尾指针 rear,求这个队列中从队列头到队列尾的元素个数(包含队列头、队列尾)

分析:

有 rear 指针时:

if (rear>front)  
    count = rear-front+1
else  
    count = rear-front+m+1

综合: count = (rear-front+m+1)%m

不用 rear 指针的话: 数据结构中加一个 int count 来计数。

设计包含 min 函数的栈

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)。

主要是 min 函数实现。咋一看,用一个变量来存储最小值,或最小值的下标不就 ok 了?这在只 push 的时候有用,想想如果这个最小值 pop 出去了呢?我们怎么更新现在的最小值?

这里用一个辅助栈,空间复杂度是 O(n).

push 一个元素 a 时,该元素 a 与辅助栈顶 f[top] 元素比较: a > f[top],在辅助栈再次中 push 一遍 f[top] (可以把这个省去,节省空间,代价是 pop 的时候要跟最小栈元素比较,如果 pop 元素跟最小栈栈顶相等,可能最小值要变了) a < f(top),把 a push 到 辅助栈中

这样辅助栈中的元素是 从上到小 递增的数列。且 辅助栈中的栈顶元素 总是 栈中元素集合的最小值。

以上方法需要的空间复杂度是 O(n)

栈的 push、pop 序列

题目:输入两个整数序列。其中一个序列表示栈的 push 顺序,判断另一个序列有没有可能是对应的 pop 顺序。为了简单起见,我们假设 push 序列的任意两个整数都是不相等的。

比如输入的 push 序列是 [1、2、3、4、5] ,那么 [4、5、3、2、1] 就有可能是一个 pop 序列

因为可以有如下的 push 和 pop 序列: 【push 1,push 2,push 3,push 4,pop,push 5,pop,pop,pop,pop】, 这样得到的 pop 序列就是【4、5、3、2、1】。

但序列【4、3、5、1、2】就不可能是 push 序列【1、2、3、4、5】的 pop 序列。

这里只是要判断是不是 pop 序列,并没有要求所有的 pop 序列 需要一个辅助栈(需要一个写好的栈结构辅助,如果是 C 语言,还要包装一个栈结构)

  1. 对序列 A 中的 A[0] 入栈,比较 B[0]
  2. 如果不相等,A[1] 入栈
  3. 直到 A[i] = B[0]
  4. 栈顶出栈,开始匹配 B[1]
  5. 如果 A[i-1]!=B[1],那就继续入栈 A[i+1]

6 .循环往复~ 7. 如果最后,栈为空,就是一个 pop 序列;如果栈不为空,或者 B 数组都没有遍历到尾部,就肯定不是 pop 序列了

颠倒栈

题目:用递归颠倒一个栈。例如输入栈 {1, 2, 3, 4, 5},1 在栈顶。颠倒之后的栈为 {5, 4, 3, 2, 1},5 处在栈顶。

思路一:所有元素 pop 出来,放到一个数组里,然后在从第一个元素开始入栈,空间复杂度需要 O(N) 思路二: 递归方法。把栈看出 2 部分 :1 和 {2,3,4,5} , 把栈 {2,3,4,5} 颠倒过来,然后把 1 放到底部,那整个栈就颠倒过来了。

void reverseStack(){    
    stack.pop();
    reverseStack();
    addTopToStackBottom();
}