数据结构-栈和队列面试题(上）

在数据结构的学习过程中，栈和队列的掌握是十分重要的。所以找了几个很热门的面试题试试手并小结一下。先回顾下栈和队列的特性：栈是后进先出，主要接口有PUSH，POP，TOP，而队列是先进先出，主要接口有PUSH，POP，FRONT；

---

面试题一：使用两个栈实现一个队列

---

思路：考察的就是对于栈和队列的特性掌握熟练度。两个栈一个为push栈，一个为pop栈。先简述下各接口的思路再画图。

①push：最开始都为空时，随便将push进入一个栈中，之后的每次将数据push到不为空的栈中；

②pop：想要删除一个队列最头部的元素，在本题就转换为删除栈最底部的元素。首先可以将本栈所有元素push进入另一个栈中，假设原来栈从上到下为：4,3,2,1；当push进入另一个栈中就为1,2,3,4；此时这些数据可以一直保留在该栈中，之后的每次pop就从此栈直接进行pop，直到该栈数据删完再此从原始栈中push数据进来；这样就可以保证每次删除的都是栈最底下的元素。

③Front：访问队首元素和pop的问题相类似，一个是要将队首元素删除，一个是要返回，所以也可按照上面思路。

---

图示思路：

---

实现代码：

class TwoStackToQueue{public:    TwoStackToQueue()    {}    void Push(const int& x)    {        PushStack.push(x);    }    void Pop()    {        if (!PopStack.empty())        {            PopStack.pop();        }        else        {            while (!PushStack.empty())            {                PopStack.push(PushStack.top());                PushStack.pop();            }        }    }    const int& Front()    {        if (!PopStack.empty())        {            return PopStack.top();        }        else        {            while (!PushStack.empty())            {                PopStack.push(PushStack.top());                PushStack.pop();            }            return PopStack.top();        }    }    size_t Size()    {        return PushStack.size() + PopStack.size();    }    bool Empty()    {        return PushStack.empty() && PopStack.empty();    }private:    stack<int> PushStack;    stack<int> PopStack;};

测试：

---

面试题二：使用两个队列实现一个栈

---

思路：一个队列用来push，一个用来pop。

①push：将数据push到不为空的栈；

②pop：将n-1个数据push到另外一个栈中，剩下的一个元素即为队尾的元素，进行pop即可；

③Top：如同②，先将n-1个元素push到另一个栈，返回最后一个元素后再push进入另一个栈。

---

图示思路：

---

实现代码：

class TwoQueueStack{public:    TwoQueueStack()    {}    void Push(const int& x)    {        if (q1.empty())            q2.push(x);        else            q1.push(x);    }    void Pop()    {        assert(!q1.empty() || !q2.empty());        if (q1.empty())        {            while(q2.size() > 1)            {                q1.push(q2.front());                q2.pop();            }            q2.pop();        }        else        {            while(q1.size() > 1)            {                q2.push(q1.front());                q1.pop();            }            q1.pop();        }    }    const int& Top()    {        assert(!q1.empty() || !q2.empty());        int tmp = 0;        if (!q1.empty())        {            while (q1.size() > 1)            {                q2.push(q1.front());                q1.pop();            }            tmp = q1.front();            q2.push(tmp);            q1.pop();        }        else        {            while (q2.size() > 1)            {                q1.push(q2.front());                q2.pop();            }            tmp = q2.front();            q1.push(tmp);            q2.pop();        }        return tmp;    }    bool Empty()    {        return q1.empty() && q2.empty();    }    size_t Size()    {        return q1.size() + q2.size();    }private:    queue<int> q1;    queue<int> q2;};

测试：

---

面试题三：实现一个栈，要求实现Push，Pop，Min（返回最小值）的时间复杂度为O(1)

---

思路：该题的实现方法有很多种，在下面列举出两种不容易出错的方法。①：使用两个栈，一个栈用来正常push数据，pop数据，但是与此同时再使用一个栈来存放对应的最小值，也就是说两个栈中数据数量相同，每次pop，同时对两个栈进行pop即可；②可创建一个键值对pair，first存放插入的数据，scond存放对应此时的最小值。

---

图示思路过程：

---

代码实现：

//采用方法2class OneStack2{public:    OneStack2()    {}    void Push(const int& x)    {        if (s.empty())        {            s.push(make_pair(x, x));        }        else        {            int min = s.top().second;            if (x < min)            {                s.push(make_pair(x, x));            }            else            {                s.push(make_pair(x, min));            }        }    }    void pop()    {        s.pop();    }    int min()    {        return s.top().second;    }private:    stack<pair<int, int>> s;};class OneStack1{public:    OneStack1()    {}    void Push(const int& x)    {        s.push(x);        if (minStack.size() == 0)            minStack.push(x);        else        {            if (x < minStack.top())                minStack.push(x);            else                minStack.push(minStack.top());        }       }    void pop()    {        if (!s.empty() && ! minStack.empty())        {            s.pop();            minStack.pop();        }    }    int min()    {        if (!minStack.empty())            return minStack.top();        else            return -1;    }private:    stack<int> s;    stack<int> minStack;};

---

还有小结（下）,请点击栈和队列面试题（下）。