剑指Offer编程题(4)包含min函数的栈

1. 包含min函数的栈

题目描述

定义栈的数据结构,请在该类型中实现一个能够得到栈中所含最小元素的min函数(时间复杂度应为O(1))。

分析

定义两个栈stack1,stack2,stack2的栈顶始终是当前栈中最小的值

push时stack1直接push,stack2需要判断栈顶元素是否大于push的值,大于的话直接push

pop时判断两个栈的栈顶元素是否一致,一致都pop,不一致stack1.pop

代码

import java.util.Stack;

public class Solution {
  Stack stack1 = new Stack();
  Stack stack2 = new Stack();
  public void push(int node) {
    stack1.push(node);
    if(stack2.isEmpty()){
      stack2.push(node);
    }else{
      if(stack2.peek()>=node){
        stack2.push(node);
      }
    }
  }

  public void pop() {
    if(stack1.peek()==stack2.peek()){
      stack1.pop();
      stack2.pop();
    }else{
      stack1.pop();
    }
  }

  public int top() {
    return stack1.peek();
  }

  public int min() {
    return stack2.peek();
  }
}

2. 栈的压入弹出序列

题目描述

输入两个整数序列,第一个序列表示栈的压入顺序,请判断第二个序列是否可能为该栈的弹出顺序。假设压入栈的所有数字均不相等。例如序列1,2,3,4,5是某栈的压入顺序,序列4,5,3,2,1是该压栈序列对应的一个弹出序列,但4,3,5,1,2就不可能是该压栈序列的弹出序列。(注意:这两个序列的长度是相等的)

分析

原文链接
来源:牛客网

借用一个辅助的栈,遍历压栈顺序,先讲第一个放入栈中,这里是1,然后判断栈顶元素是不是出栈顺序的第一个元素,这里是4,很显然1≠4,所以我们继续压栈,直到相等以后开始出栈,出栈一个元素,则将出栈顺序向后移动一位,直到不相等,这样循环等压栈顺序遍历完成,如果辅助栈还不为空,说明弹出序列不是该栈的弹出顺序。

代码

import java.util.ArrayList;
import java.util.Stack;
public class Solution {
  public boolean IsPopOrder(int [] pushA,int [] popA) {
    Stack stack1 = new Stack();
    int j = 0;
    for (int i = 0; i < pushA.length; i++) {
      stack1.push(pushA[i]);
      while(!stack1.isEmpty()&&stack1.peek()==popA[j]){
        stack1.pop();
        j++;
      }
    }
    return stack1.isEmpty();
  }
}

3. 从上往下打印二叉树

题目描述

从上往下打印出二叉树的每个节点,同层节点从左至右打印。

分析

  • 用ArrayList集合存储从左到右的树节点,最后返回
  • 用另一个ArrayList集合存储当前树节点,便于用remove方法移除下标为0的节点
  • 先把根节点root加入到tree集合中,进入while循环,条件是tree.size!=0
  • 在循环中用remove方法移除下标为0的节点,这个方法的返回值用temp保存
  • 判断temp.left是否为null,不为null,我们可以把temp.left这个节点加到tree
  • 接着判断temp.right是否为null,不为null把这个节点加到tree
  • 最后我们把temp.val加入到list集合中,第一次循环就完成了对根节点的添加

代码

import java.util.ArrayList;
/**
public class TreeNode {
    int val = 0;
    TreeNode left = null;
    TreeNode right = null;

    public TreeNode(int val) {
        this.val = val;

    }

}
*/
public class Solution {
  public ArrayList PrintFromTopToBottom(TreeNode root) {
    ArrayList list = new ArrayList();
    ArrayList tree = new ArrayList();
    if(root==null){
      return list;
    }
    tree.add(root);
    while(tree.size()!=0){
      TreeNode temp = tree.remove(0);
      if(temp.left!=null){
        tree.add(temp.left);
      }
      if(temp.right!=null){
        tree.add(temp.right);
      }
      list.add(temp.val);
    }
    return list;  
  }
}

4. 二叉搜索树的后续遍历序列

题目描述

输入一个整数数组,判断该数组是不是某二叉搜索树的后序遍历的结果。如果是则输出Yes,否则输出No。假设输入的数组的任意两个数字都互不相同。

分析

二叉搜索树,举例如下:


原文连接

结合图中分析:

  • 一棵 BST :左孩子 < 根结点 < 右孩子
  • 一棵 BST 的左子树或者右子树都是 BST

后序遍历是,左右根:[3, 4, 9, 5, 12, 11, 10],结合图再从左往右分析后序序列,分析子树,可以发现:

  • [3, 4, 9, 5] 10 [12, 11]
    • [3, 4] 5 [9]
      • [3] 4
    • [12] 11

发现对于每一棵子树,它的根结点总是对应该子树的后序序列的最后一个数

那么,只需要不断地确定出左子树区间和右子树区间,并且判断:左子树区间的所有结点值 < 根结点值 < 右子树区间所有结点值,这个条件是否满足即可

编写一个isBST方法用来判断这个数组

代码

public class Solution {
  public boolean VerifySquenceOfBST(int [] sequence) {
    if(sequence==null||sequence.length==0){
      return false;
    }
    return isBST(sequence,0,sequence.length-1);
  }
  private boolean isBST(int[] seq,int start,int end){
    if(start>=end){
      return true;
    }
    int val = seq[end];
    int split = start;
    for(;split

二叉搜索树

二叉查找树(Binary Search Tree),(又:二叉搜索树,二叉排序树)它或者是一棵空树,或者是具有下列性质的二叉树: 若它的左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值; 若它的右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值; 它的左、右子树也分别为二叉排序树。

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