常見棧、隊列面試題

這篇文章裡的題目均整理於Cracking the Code Interview 2nd Edition。棧和隊列一般不會在面試題裡面單獨做為一整個題出現，往往都是作為一種輔助的資料結構，利用棧和隊列的性質去解決某一類題目。

棧Stack的特點，先進後出，LIFO。棧的基本操作：push壓棧，pop出棧，peek返回棧頂元素但棧不變化。

棧和隊列裡的元素實現 in Java，這裡用到的範型。如果你不知道什麼是Java的範型，參見這篇文章：http://blog.csdn.net/explorers/article/details/454837

public class Node<T> {public T data;public Node<T> next;}

棧的簡單實現 in Java：

public class Stack<T> {Node<T> top;public void push(T data) {Node<T> item = new Node<T>();item.data = data;item.next = top;top = item;}public Node<T> pop() {if (top == null) {return null;} else {Node<T> item = top;top = top.next;return item;}}public Node<T> peek() {return top;}}

隊列Queue的特點，先進先出，FIFO。隊列的基本操作：enqueue進隊，dequeue出隊。注意千萬不要插隊,jump_the_queue。最近放暑假回國買東西的時候老被人插隊搞得很是艸蛋。

隊列的簡單實現 in Java：

public class Queue<T> {private Node<T> first, last;public void enqueue(T data) {Node<T> item = new Node<T>();item.data = data;if (first == null) {last = item;first = item;} else {last.next = item;last = item;}}public Node<T> dequeue() {if (first == null) {return null;} else {Node<T> item = first;first = first.next;return item;}}}

1. How would you design a stack which, in addition to push and pop, also has a function min which returns the minimum element? Push, pop and min should all operate in O(1) time. 在常數時間裡實現一個棧的插入，刪除，和返回最小值操作。

來源：Cracking the Coding Interview 2nd Edition Charpter3 Question2.

【解答】：棧的插入和刪除操作可以在常數時間完成，但是如何設計這個min()函數呢？最直觀的想法是利用一個新的field來儲存這個最小值，每次push的時候都檢查這個最小值。但問題出在pop的時候，如何pop出去的是最小值，那麼就要重新選擇最小值，如何在O(1)時間找到這個新的最小值呢？

這裡給出一個方法，就是再建一個stack：s2，來儲存迄今位置每次壓棧操作得到的最小值。一旦原棧被pop出的是一個最小值，那麼s2也執行pop操作。

解答的Java實現：http://pastebin.com/ivRpMT8Y 這裡的stack繼承自jdk util包下的Stack。

2. Implement a MyQueue class which implements a queue using two stacks. 用兩個棧實現一個隊列MyClass。

來源：Cracking the Coding Interview 2nd Edition Charpter3 Question5.

【解答】：棧的特點：LIFO，隊列則是FIFO，也就是如果壓入棧的元素可以自底而上的出棧的話，就滿足隊列的情況了。那麼可以想到的辦法，就是反轉一個stack。這裡的兩個stack，一個用來push新的元素稱為newStack，另一個則存放的是反轉過元素的，稱為oldStack。每次enqueue操作，存入newStack中，每次dequeue從oldStack中pop。當oldStack為空白的時候，把newStack中的元素反轉存入oldStack。

另外要注意的就是關於一個queue的基本API，enqueue()，dequeue()，size()，isEmpty()等，但大致的思路不能錯，尤其是enqueue和dequeue操作。

實現in Java：http://pastebin.com/WkFzrh8Z 這裡的stack繼承自jdk util包下的Stack。