【剑指Offer】鸟瞰50题之1-10题

面试题1赋值运算符函数 
面试题2 实现Singleton模式 
面试题3 二维数组中的查找  
面试题4 替换空格  
面试题5 从头到尾打印链表  
面试题6 重建二叉树  
面试题7 用两个栈实现队列  
面试题8 旋转数组的最小数字 
面试题9 斐波那契数列  
面试题9(变形) 跳台阶  
面试题9(变形) 变态跳台阶 
面试题9(变形) 矩形覆盖  
面试题10 二进制中1的个数 

面试题1赋值运算符函数 

为下面类型添加赋值运算符

class CMyString{public:CMyString(char *pData = NULL);CMyString(const CMyString &str);~CMyString(void);private:char *m_pData;};

答案如下：

CMyString& CMyString::operator==(const CMyString &str){char *temp;if (&str==this)/*指针判断*/{return *this;/*返回应用*/}temp= (char *)malloc(strlen(this->m_pData)+1);strncpy(temp, this->m_pData, strlen(this->m_pData));if (m_pData != NULL){free(m_pData);m_pData = NULL;}m_pData = (char *)malloc(strlen(str.m_pData)+1);if (m_pData == NULL){strncpy(this->m_pData,temp,strlen(temp));return *this;}strncpy(this->m_pData, str.m_pData, strlen(str.m_pData));return *this;}

注意：

         1. 返回值是类型的引用 CMyString& ，使得可以连续赋值 str1 = str2 =str3

         2. 穿入参数是常量引用，如果是实例则会多出一个从形参到实参构造函数。

         3. 是否释放了自身内存，否则会出现内存泄露。

         4. 必须判断是否是自身实例，否则内存释放之后，会出现空指针访问

         5. 申请内存是否判断申请成功，注意保存先前值，在没有申请成功的

面试题2 实现Singleton模式

答案如下：

单线程模式下的单利模式

class Singleton{public:static Singleton* GetInstance(void){if (m_instance == NULL){m_instance = new Singleton();}return m_instance;}private:Singleton();static Singleton *m_instance;};

说明：程序退出时会自动析构静态变量和全局变量

多线程模式下的单利模式

class Singleton{public:static Singleton* GetInstance(void){if (m_instance == NULL){lockBase* lockbase = new lockBase();lockBase->lock();if (m_instance == NULL){m_instance = new Singleton();}lockBase->unlock();}return m_instance;}private:Singleton();static Singleton *m_instance;};class lockBase{protected:friend class singleStance;CRITICAL_SECTION cs;public : lockBase(){::InitializeCriticalSection(&cs);}void lock(){::EnterCriticalSection(&cs);}void unlock(){::LeaveCriticalSection(&cs);}~lockBase(){::DeleteCriticalSection(&cs);}};

面试题3 二维数组中的查找

               在一个二维数组中，每一行都是从左到右递增，每一列都是从上到下递增，给定一个二维数组，判断一个数是否在这个二维数组中。例如 7在下面的数组中 

 1，2，3

 4，5，6

 7，8，9 

答案如下：

#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#define VOS_ERR 1#define VOS_OK  0int IsHaveValue(int str[][4],int a, int b, int value){int i = 0;int j = b - 1; while(i<a && j >= 0)/* 还没有到达左下角*/{if (str[i][j] == value){return VOS_OK;}else if (str[i][j] > value)/* 大于要查找的数 ，去列 */{j--;}else{i++;}}return VOS_ERR;}int main(){int str[][4] = { {1, 2, 8, 9}, {2, 4, 9,12}, {4, 7, 10, 13}, {6, 8, 11, 15}};printf("%d\n",IsHaveValue(str,4,4,7));printf("%d\n",IsHaveValue(str,4,4,26));getchar();}

注意：

1、简单粗暴的方式就是遍历，这种显而易见的方式绝对不是面试官想要的。

         2、从右上角开始查找，大于要查找的数，则该列都不是想要的，删除该列（列以下都大于要查找数）

                                                   小于要查找的数，则该行都不是想要的，删除该行（行以前都小于要查找数）

  相等则返回OK

面试题4 替换空格 

                实现一个函数，输入一个字符串，将字符串中的空格替换成%20。例如输入"we are happy"替换成"we%20are%20happy"

实现如下：         

#include <iostream>#define VOS_OK  0#define VOS_ERR 1char *ReplaceBank(char * str){int strLen = 0;int iBankNum = 0;int iTotalNUm = 0;char *strResult = NULL;char *strTemp =NULL;strLen = strlen(str);for (int i=0; i<strLen; i++){if (str[i] == ' '){iBankNum++;}}iTotalNUm = strLen + 2*iBankNum + 1;strResult = (char*)malloc(iTotalNUm);if (strResult == NULL){return NULL;}strTemp = strResult;for (int i = 0; i<iTotalNUm; i++){if (str[i] == ' '){*strTemp++ = '%';*strTemp++ = '2';*strTemp++ = '0';}else{*strTemp++ = str[i];}}return strResult;}int main(){printf("%s\n",ReplaceBank("we are happy"));getchar();return VOS_OK;}

注意：

1、空格*2 + 原来的长度是最后的长度。

2、如果传入的是一个数组，则要复制成的长度要与原来的进行比较，如果大于数组长度则返回错误。

同类题目：

        1、有两个排序的数组A、B，其中A中有空间容纳下B，实现一种方法将B插入到A中，并排序。

       思路：从A、B的尾部进行比较，将大的插入到合适的位置

面试题5 从尾到头打印链表，输入一个链表的头指针，从尾部到头输出该链表。

思路：

如果允许改变链表结构，则将链表指针翻转，即先前的头部变成了尾部，尾部变成了头部，然后顺序顺序输出该链表。

        如果不允许改变链表结构，则将顺序读链表，并依次放入栈中，等读完链表之后，将栈中元素依次出栈则得到结果。

实现如下：

void PrintListReverse(Node *pHead){stack<Node*> m_stack;Node *pNode = pHead;while(pNode != NULL){m_stack.push(pNode);pNode++;}while(!m_stack.empty()){pNode = m_stack.top();printf("%s",pNode->data);m_stack.pop();}}

    使用栈来实现的另一种变形为递归：

void PrintListReverse(Node *pHead){    if (pHead == NULL)return;if (pHead->next != NULL)PrintListReverse(pHead->next);printf("%s",pHead->data);}

面试题6 重建二叉树 

输入二叉树的前序遍历和中序遍历结果，输出该树。例如输入前序遍历结果为：1、2、4、7、3、5、6、8。中序遍历结果为：4、7、2、1、5、3、8、6

BinaryTreeNode *Construct(int *preOrder,int *inOrder,int length){if (preOrder == NULL || preOrder == NULL || length <= 0){return NULL;}BinaryTreeNode * root = ConstructCore(preOrder,preOrder + length - 1, inOrder,inOrder + length - 1);}BinaryTreeNode *ConstructCore(int *preOrderStart, int *preOrderEnd, int *inOrderStart, int *inOrderEnd){/*参数在调用处保证*/BinaryTreeNode * root;int inOrderleftLength = 0;int *inOrderLocal;root = (BinaryTreeNode *)malloc(sizeof(BinaryTreeNode));if (root == NULL){return NULL;}root->data = *preOrderStart;root->lchild = root->rchild = NULL;if (preOrderStart == preOrderEnd){if (inOrderStart == inOrderEnd && *perOrderStart == *inOrderStart){return root;}throws exception;}inOrderLocal = inOrderStart;while(inOrderLocal++ != inOrderEnd){if(*inOrderLocal != *preOrderStart){inOrderleftLength++;}break;}root->lchild = ConstructCore(preOrderStart+1,preOrderStart+inOrderleftLength,inOrderStart,inOrderStart+inOrderleftLength);root->rchild = ConstructCore(preOrderStart+inOrderleftLength+1,preOrderEnd, inOrderStart+inOrderleftLength+1,inOrderEnd);return root;}

注意：

1、利用递归的方法求解，注意入参。

面试题7 用两个栈实现队列

template <typename T>class CQueue{public:CQueue();~CQueue();void appendTail(const T &node);T deleteHead();private:stack<T> stack1;stack<T> stack2;};void CQueue::appendTail(const T & node){stack1.push(node);}T CQueue::deleteHead(){T data;if (!stack2.empty()){data = stack2.top();stack2.pop();return data;}while (!stack1.empty()){data = stack1.top();stack2.push(data);stack1.pop();}if (!stack2.empty()){data = stack2.top();stack2.pop();return data;}throw exception;}

同类题目：

使用两个队列，实现一个栈。

实现如下：

class CStack{public:CStack();~CStack();void pop();void push();private:queue<T> queue1;queue<T> queue2;};void CStack::push(){queue1.push();}void CStack::pop(){T data;while (queue1.size()>1){data = queue1.front();queue2.push(data);queue1.pop();}if (queue1.size()== 1){queue1.pop();return;}if (queue1.size()== 0){if (queue2.size() == 0){return;}while (queue2.size()>1){data = queue2.front();queue1.push(data);queue2.pop();}if (queue2.size() == 1){queue2.pop();}}}

面试题8 旋转数组的最小数字 

#include <iostream>int GetMinValueException(int a[],int beginIndex, int endIndex){int minValue;if (beginIndex >= endIndex)return a[beginIndex];minValue = a[beginIndex];for (int i = beginIndex + 1; i<=endIndex; i++){if (a[i] < minValue)minValue = a[i];}return minValue;}int GetMinValue(int a[],int beginIndex, int endIndex){int midIndex = (beginIndex + endIndex)>>1;if (beginIndex == endIndex){return a[midIndex];}if (a[beginIndex] < a[endIndex]){return a[beginIndex];}if (a[midIndex] > a[beginIndex]){    if (a[midIndex] > a[endIndex]){return GetMinValue(a,midIndex + 1, endIndex);}else{return GetMinValue(a,beginIndex,midIndex - 1);}}if (a[midIndex] < a[beginIndex]){return GetMinValue(a,beginIndex,midIndex);}return GetMinValueException(a,beginIndex, endIndex);}int main(){int a[]={3,4,5,1,2};int b[]={4,5,1,2,3};int c[]={5,1,2,3,4};int d[]={1,2,3,4,5};int e[]={0,0,-1,0,0};printf("%d\n",GetMinValue(a,0, 4));printf("%d\n",GetMinValue(b,0, 4));printf("%d\n",GetMinValue(c,0, 4));printf("%d\n",GetMinValue(d,0, 4));printf("%d\n",GetMinValue(e,0, 4));}

面试题9 斐波那契数列，写一个函数，输入n，输出斐波那契的第n个元素。

答案如下：

#include <iostream>int Fibonacci(int n){if (n == 0 || n == 1)return n;return Fibonacci(n-1) + Fibonacci(n-2);}int FibonacciSimple(int n){int iIndex = 0;int a1 = 0;int a2 = 1;int Result;if (n == 0 || n == 1)return n;int *sArray = (int *)malloc(n);for (iIndex = 2; iIndex <= n; iIndex++){Result = a1 + a2;a1 = a2;a2 = Result;}return Result;}int main(){printf("%d\n",Fibonacci(10));printf("%d\n",FibonacciSimple(10));getchar();}

说明：方法一采用递归，效率较低。方法二采用循环，先将结果存储起来，再利用已经得到的结果求解，效率得到大幅度提升。

面试题9(变形) 跳台阶，青蛙一次可以跳上1阶，可以跳上2阶，也可以跳到n阶。问跳到n阶总共有多少种跳法？

 Fib(n) = Fib(n-1)+Fib(n-2)+Fib(n-3)+..........+Fib(n-n)

= Fib(0)+Fib(1)+Fib(2)+.......+Fib(n-1)

      又因为Fib(n-1)=Fib(0)+Fib(1)+Fib(2)+.......+Fib(n-2)

      两式相减得：Fib(n)-Fib(n-1)=Fib(n-1)         =====》  Fib(n) = 2*Fib(n-1)     n >= 2

归纳总结为 2^(n-1) 

面试题10 二进制中1的个数 ，输入一个数，输出该数的二进制表示中，1的个数。例如9表示为1001 共有2个1

实现一：1挨个移位，挨个判断是否为1

#include <iostream>int GetOneNum(int n){int num = 0;int i = 1;for (i = 0;i<32;i++){if (n&(1<<i)){num++;}}return num;}int main(){printf("%d\n",GetOneNum(9));getchar();}

实现二：只判断1的个数

int GetOneNum(int n){int num = 0;while(n){num++;n= (n -1) & n;}return num;}