微软算法面试(2):设计包含min函数的栈(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)。
这个题的关键是设计min时间复杂度为O(1)的函数,通常min函数的复杂度为O(n)。
可以使用空间换时间的策略,加一个栈来维护min函数值,每一次pop栈,min函数对应的栈也相应进行操作。
下面看个例子:
push:
7,5,2,8,3,1
对应min栈的为:
7,5,2,2,2,1
程序实现如下:
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
using namespace std;
template <int maxsize=1024>
class Stack{
private:
int data1[maxsize];
int data[maxsize];
int end;
int m;
public:
Stack():end(0),m(0){}
bool empty()
{
if( end == 0)
return true;
else
return false;
}
bool full()
{
if( end == maxsize -1) return true;
else
return false;
}
bool pop(int& t)
{
if(empty()) return false;
end = end -1;
t = data[end];
return true;
}
bool push(int t)
{
if(full()) return false;
if(empty() || m>t) m = t;
data1[end] = m;
data[end] = t;
end += 1;
return true;
}
int min()
{
if(empty()) return -1;
else
return data1[end -1];
}
};
int main()
{
Stack<1024> s;
//7,5,2,8,3,1
s.push(7);
s.push(5);
s.push(2);
s.push(8);
s.push(3);
s.push(1);
string fstr = "7,5,2,8,3,1";
string str;
string mstr;
while(!s.empty())
{
int i = 0;
int m = 0;
char chr[10];
string str1 = "";
m = s.min();
memset(chr, 0, 10);
sprintf(chr, "%d", m);
str1 = chr;
mstr += str1 + ",";
s.pop(i);
memset(chr, 0, 10);
sprintf(chr, "%d", i);
str1 = chr;
str += str1 + ",";
//cout << i << ",";
}
cout << "begin status: " << fstr.c_str() << endl;
cout << "pop: " << str.c_str() << endl;
cout << "min: " << mstr.c_str() << endl;
return 0;
}
打印结果为:
begin status: 7,5,2,8,3,1
pop: 1,3,8,2,5,7,
min: 1,2,2,2,5,7,