棧和隊列的面試題Java
棧和隊列：
面試的時候，棧和隊列常常會成對出現來考察。本文包含棧和隊列的以下考試內容：java
（1）棧的建立node
（2）隊列的建立面試
（3）兩個棧實現一個隊列數組
（4）兩個隊列實現一個棧微信
（5）設計含最小函數min()的棧，要求min、push、pop、的時間複雜度都是O(1)函數
（6）判斷棧的push和pop序列是否一致this
1. 棧的建立：
咱們接下來經過鏈表的形式來建立棧，方便擴充。設計
代碼實現：3d
1 public class Stack {
2
3 public Node head;
4 public Node current;
5
6
7 //方法：入棧操做
8 public void push(int data) {
9 if (head == null) {
10 head = new Node(data);
11 current = head;
12 } else {
13 Node node = new Node(data);
14 node.pre = current;//current結點將做爲當前結點的前驅結點
15 current = node; //讓current結點永遠指向新添加的那個結點
16 }
17 }
18
19 public Node pop() {
20 if (current == null) {
21 return null;
22 }
23
24 Node node = current; // current結點是咱們要出棧的結點
25 current = current.pre; //每出棧一個結點後，current後退一位
26 return node;
27
28 }
29
30
31 class Node {
32 int data;
33 Node pre; //咱們須要知道當前結點的前一個結點
34
35 public Node(int data) {
36 this.data = data;
37 }
38 }
39
40
41 public static void main(String[] args) {
42
43 Stack stack = new Stack();
44 stack.push(1);
45 stack.push(2);
46 stack.push(3);
47
48 System.out.println(stack.pop().data);
49 System.out.println(stack.pop().data);
50 System.out.println(stack.pop().data);
51 }
52
53 }
入棧操做時，1四、15行代碼是關鍵。指針
運行效果：
2. 隊列的建立：
隊列的建立有兩種形式：基於數組結構實現（順序隊列）、基於鏈表結構實現（鏈式隊列）。
咱們接下來經過鏈表的形式來建立隊列，這樣的話，隊列在擴充時會比較方便。隊列在出隊時，從頭結點head開始。
代碼實現：
入棧時，和在普通的鏈表中添加結點的操做是同樣的；出隊時，出的永遠都是head結點。
1 public class Queue {
2 public Node head;
3 public Node curent;
4
5 //方法：鏈表中添加結點
6 public void add(int data) {
7 if (head == null) {
8 head = new Node(data);
9 curent = head;
10 } else {
11 curent.next = new Node(data);
12 curent = curent.next;
13 }
14 }
15
16 //方法：出隊操做
17 public int pop() throws Exception {
18 if (head == null) {
19 throw new Exception("隊列爲空");
20 }
21
22 Node node = head; //node結點就是咱們要出隊的結點
23 head = head.next; //出隊以後，head指針向下移
24
25 return node.data;
26
27 }
28
29
30 class Node {
31 int data;
32 Node next;
33
34 public Node(int data) {
35 this.data = data;
36 }
37 }
38
39
40 public static void main(String[] args) throws Exception {
41 Queue queue = new Queue();
42 //入隊操做
43 for (int i = 0; i < 5; i++) {
44 queue.add(i);
45 }
46
47 //出隊操做
48 System.out.println(queue.pop());
49 System.out.println(queue.pop());
50 System.out.println(queue.pop());
51
52 }
53 }
運行效果：
3. 兩個棧實現一個隊列：
思路：
棧1用於存儲元素，棧2用於彈出元素，負負得正。
用棧1負責來添加操做，用棧2來實現彈出操做；若是棧2裏面有元素，直接彈出，沒有元素，判斷棧1，棧1沒有元素，返回錯誤；棧1有元素，則將棧1裏面的元素都彈到棧2，而後從棧2中彈出元素。
完整版代碼實現：
1 import java.util.Stack;
6 public class Queue {
7
8 Stack<Integer> stack1 = new Stack<Integer>();
Stack<Integer> stack2 = new Stack<Integer>();
10 /**
11 * 每次添加都往棧1裏面添加
12 * @param node 待插入隊列中元素
13 */
14 public void push(int node){
15 stack1.push(node);
16 }
17
18 /**
19 * 每次彈出都從棧2裏面彈出
20 * @return
*/
public int pop(){
if(!stack2.isEmpty())
return stack2.pop();
if(stack1.isEmpty())
return -1;
else{
while(!stack1.isEmpty())
stack2.push(stack1.pop());
return stack2.pop();
}
}
37 public static void main(String[] args) throws Exception {
38 Queue queue = new Queue();
39 queue.push(1);
40 queue.push(2);
41 queue.push(3);
42
43 System.out.println(queue.pop());
44
45 queue.push(4);
46
47 System.out.println(queue.pop());
48 System.out.println(queue.pop());
49 System.out.println(queue.pop());
50
51 }
52
53 }
運行效果：
4. 兩個隊列實現一個棧：
思路：
將一、二、3依次入隊列一， 而後最上面的3留在隊列一，將下面的二、3入隊列二，將3出隊列一，此時隊列一空了，而後把隊列二中的全部數據入隊列一；將最上面的2留在隊列一，將下面的3入隊列二。。。依次循環。
代碼實現：
1 import java.util.ArrayDeque;
2 import java.util.Queue;
3
7 public class Stack {
8
Queue queue1 = new LinkedList();
Queue queue2 = new LinkedList();
11
12 /**
* 添加元素的時候向不爲空的隊列中添加元素
* @param node
*/
public void push(int node){
if(queue2.isEmpty())
queue1.add(node);
if(queue1.isEmpty())
queue2.add(node);
}
/**
* 刪除元素的時候先將不爲空的隊列的前n-1個元素添加到另一個隊列中，而後將第n個元素刪除
* @return
*/
public int poll(){
int temp = -1;
if(!queue2.isEmpty()){
while(!queue2.isEmpty()){
temp = (int) queue2.poll();
if(!queue2.isEmpty())
queue1.add(temp);
}
return temp;
}else if(!queue1.isEmpty()){
while(!queue1.isEmpty()){
temp = (int) queue1.poll();
if(!queue1.isEmpty())
queue2.add(temp);
}
return temp;
}else
return -1;
}
36
37 public static void main(String[] args) throws Exception {
38 Stack stack = new Stack();
39
40 stack.push(1);
41 stack.push(2);
42 stack.push(3);
43
44 System.out.println(stack.pop());
45 System.out.println(stack.pop());
46 stack.push(4);
47 }
48 }
運行效果：
5. 設計含最小函數min()的棧，要求min、push、pop、的時間複雜度都是O(1)。min方法的做用是：就能返回是棧中的最小值。【微信面試題】
普通思路：
通常狀況下，咱們可能會這麼想：利用min變量，每次添加元素時，都和min元素做比較，這樣的話，就能保證min存放的是最小值。可是這樣的話，會存在一個問題：若是最小的元素出棧了，那怎麼知道剩下的元素中哪一個是最小的元素呢？
改進思路：
這裏須要加一個輔助棧，用空間換取時間。輔助棧中，棧頂永遠保存着當前棧中最小的數值。具體是這樣的：原棧中，每次添加一個新元素時，就和輔助棧的棧頂元素相比較，若是新元素小，就把新元素的值放到輔助棧和原棧中，若是新元素大，就把元素放到原棧中；出棧時，若是原棧跟輔助棧元素相同，都彈出，不然只彈出原棧棧頂元素
完整代碼實現：
1 import java.util.Stack;
2
6 public class MinStack {
7
8
Stack stack = new Stack(); //定義用來存儲數據的棧
Stack minStack = new Stack(); //定義用來存儲最小數據的棧
/**
* 添加數據，首先是往stack棧中添加
* 若是最小棧minStack爲空，或者棧頂的元素比新添加的元素要大，則將新元素也要添加的輔助棧中
* @param node
*/
public void push(int node) {
stack.push(node);
if(minStack.isEmpty() || ((int)minStack.peek()) >= node){
minStack.push(node);
}
}
/**
* 若是stack空，直接返回
* 若是stack不爲空，獲得棧頂元素，同時將棧頂元素彈出
* 若是最小棧的棧頂元素與stack彈出的元素相等，那麼最小棧也要將其彈出
*/
public void pop() {
if(stack.isEmpty())
return;
int node = (int)stack.peek();
stack.pop();
if((int)minStack.peek() == node){
minStack.pop();
}
}
/**
* 查看棧頂元素
* @return
*/
public int top() {
return (int)stack.peek();
}
/**
* 查看棧的最小元素
* @return
*/
public int min() {
return (int)minStack.peek();
}
40 public static void main(String[] args) throws Exception {
41 MinStack stack = new MinStack();
42 stack.push(4);
43 stack.push(3);
44 stack.push(5);
45
46 System.out.println(stack.min());
47 }
48 }
六、判斷棧的push和pop序列是否一致：
通俗一點講：已知一組數據一、二、三、四、5依次進棧，那麼它的出棧方式有不少種，請判斷一下給出的出棧方式是不是正確的？
例如：
數據：
一、二、三、四、5
出棧1：
五、四、三、二、1（正確）
出棧2：
四、五、三、二、1（正確）
出棧3：
四、三、五、一、2（錯誤）
完整版代碼：
1 import java.util.Stack;
2
3 /**
4 * Created by smyhvae on 2015/9/9.
5 */
6 public class StackTest {
7
8 /**
* 首先將特殊狀況，邊界狀況進行排除掉
* 而後定義一個循環，開始遍歷第一個數組，將遍歷的每一個對象往stack裏面添加，
* 若是遇到棧不爲空且stack頂元素與第二個數組對應位置相等的狀況，就彈棧，
* 同時第二個數組指針後移
* 最後判斷棧是否爲空
* @param pushA 入棧隊列
* @param popA 出棧隊列
* @return
*/
public boolean isPopOrder(int[] pushA, int[] popA){
if(pushA == null || popA == null || pushA.length == 0 || popA.length == 0 || pushA.length != popA.length)
return false;
if(pushA.length == popA.length && pushA.length == 1)
return pushA[0] == popA[0];
Stack stack = new Stack();
int i = 0;
int j = 0;
int len = pushA.length;
while(i < len && j < len){
stack.push(pushA[i]);
++i;
while(!stack.isEmpty() && (int)stack.peek() == popA[j]) {
stack.pop();
++j;
}
}
return stack.isEmpty();
}
24
25 public static void main(String[] args) {
26
27 Stack<Integer> stack = new Stack<Integer>();
28
29 int[] data1 = {1, 2, 3, 4, 5};
30 int[] data2 = {4, 5, 3, 2, 1};
31 int[] data3 = {4, 5, 2, 3, 1};
32
33 System.out.println(sequenseIsPop(data1, data2));
34 System.out.println(sequenseIsPop(data1, data3));
35 }
36 }
代碼比較簡潔，但也比較難理解，要仔細體會。
運行效果：
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