CCI 复习笔记 3

Stack and Queue

准确来讲这两种数据结构都可以用LL来implement，所以我不是很了解为什么他们有单独存在的必要。可能仅仅是基于理论的完整性而已。不过话说回来，昨天亚马逊面试的时候我才意识到我从来没有用过STL的queue和stack，情急之下用了list.

C++里面关于queue，有两个结构，queue，以及deque，后者是“an irregular acronym of double-ended queue”，牛逼之处在于，用法和LL一样，但是可以用[]直接访问数据，而且是constant time。其他方面也没有什么特别的。

另外一个体会是，CCI这书，如果你不是java programmer，那么基本就别想太多了。还是在leetcode上练习练习代码把。比较尴尬的事情是，平时做事用的都是python，但是面试似乎还是C++比较受欢迎，也许我真的应该做一个C++的大型项目，但是实在特么没有时间。废话不说了，来吧。

3.1 如何用一个array实现三个stack

stack就是LIFO罗，没有什么特别的难度，书上给了两种设计，第一种是fixed size，用三个pointer对应三个stack的顶，初始值是-1，这个保证了可以直接递增。第二种是flexible division，代码太复杂，不过简单来讲，使用一个class来维护一个stack，这样的话似乎也不需要有什么连续性了。不然似乎每次要移动很多数据。书上的代码似乎是这么做的，shift_stack本身是recursive的，一直移动到stack.size < stack.capacity

3.2 设计一个stack, push, pop和min都是O(1)

我最初的想法比较简单，直接记录罗，然后push的时候更新罗，但是这样的话pop就歇菜了。这一类问题的共性就是，追溯的时候很麻烦。那么最蠢的办法，可不可以每次都sort一下呢？但是这样的话push和pop都不是O(1)了。不可以用sort的本质原因在于这个东西只需要min，不需要其他信息。那么可不可以用一个min-heap呢？自然也是O(log n), 这个有一个问题，就是min-heap维护heap特性的开销是log(n)，但是如果这个结构可以给出min，为毛还需要heap呢？heap存在的意义是什么？？

解法是这样，1.对于每一个element，记录对应的current min。2. 只记录当前的min。两者差不多，只是少了点memory要求。

想了一下刚刚的问题，heap是可以pop min，而这个记录min的问题是不一样的，原因在于，stack这里的顺序是定下来的。但是heap的意义在于，是在没有固定顺序状态下保证记录min。所以是log(n)。这题真心没有别的方法，应该

3.3 多个stack连续使用，类似于linked array的感觉

唯一需要注意的是，当stack满了以后，往前生成个新的。。。这个每次我都会想着往后生成，受到array的影响。

3.4 汉诺塔

汉诺塔没啥可说的，没见过的这辈子都不可能做出来。本质上是迭代。move n to pole2 <=> move 1:n-1 to pole1, move n to pole2, move 1:n-1 to pole2

抄点代码：

moveDisks(n-1, buffer, destination)

moveTopTo(destination)

buffer.moverDisks(n-1,destination,this)

3.5 两个Stack implement一个queue

queue是FIFO， peek和remove(pop_front)的时候，shiftStacks都要操作一遍，如果heap_new没有了，把heap_new填满，heap_old腾空，原来heap_old是 ABCDEtop, peek的时候，先把整个装进heap_new， EDCBAtop，然后就可以正常操作了。

这题的特点在于，分析哪些操作需要逆序，然后对那些操作做额外的工作。也就是说在保存的时候不做额外操作，只在提取的时候做额外操作。

3.6 对stack排序，可以额外用一个stack

这题有意思

首先学到的一个trick是，如何利用两个stack做相邻element的swap，对于顶层来说很简单，用一个temp。解决问题

然后由于可以做swap，新的stack的前两个element肯定可以in order了。下一个问题就是如何让第三个element插入这个sorted stack。这个就是把原来的element都往旧的stack上放，知道temp小于stack最上面的数字为止。

old.push(new.pop());

3.7 implement 一个结构，包含两个queue，可以dequeue其中一个，（猫或者狗），或者dequeue总体最老的

可以使用一个class，一个node带两个pointer，分别指向本种类的下一个，以及顺序上的下一个，这个很好实现。

如果用queue的话，怎么做呢？书上给的做法可能简单一些，但是其实应该差不多，用一个animal queue的class和一个animal的class，保存一个order, 也就是说猫狗都自带一个timestamp。

也就是说，我是猫狗自带多一个pointer，他是猫狗自带多一个order int。区别不大，但是他的要好些不少。