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一、二叉树遍历算法设计,涉及指针问题,暂不看 二、设计包含min函数的栈: 题目: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)。 分析:这是去年google的一道面试题。 我看到这道题目时,第一反应就是每次push一个新元素时,将栈里所有逆序元素排序。这样栈顶元素将是最小元素。但由于不能保证最后push进栈的元素最先出栈,这种思路设计的数据结构已经不是一个栈了。(排序不行) 在栈里添加一个成员变量存放最小元素(或最小元素的位置)。每次push一个新元素进栈的时候,如果该元素比当前的最小元素还要小,则更新最小元素。乍一看这样思路挺好的。但仔细一想,该思路存在一个重要的问题:如果当前最小元素被pop出去,如何才能得到下一个最小元素?(添加变量来记录也不行) 因此仅仅只添加一个成员变量存放最小元素(或最小元素的位置)是不够的。我们需要一个辅助栈。每次push一个新元素的时候,同时将最小元素(或最小元素的位置。考虑到栈元素的类型可能是复杂的数据结构,用最小元素的位置将能减少空间消耗)push到辅助栈中;每次pop一个元素出栈的时候,同时pop辅助栈。(辅助栈,记录最小元素的存储位置) 三、求子数组的最大和 题目:输入一个整形数组,数组里有正数也有负数。数组中连续的一个或多个整数组成一个子数组,每个子数组都有一个和。求所有子数组的和的最大值。要求时间复杂度为O(n)。 例如输入的数组为1,-2,3,10,-4,7,2,-5,和最大的子数组为3,10,-4,7,2,因此输出为该子数组的和18。 分析:本题最初为2005年浙江大学计算机系的考研题的最后一道程序设计题,在2006年里包括google在内的很多知名公司都把本题当作面试题。由于本题在网络中广为流传,本题也顺利成为2006年程序员面试题中经典中的经典。 如果不考虑时间复杂度,我们可以枚举出所有子数组并求出他们的和。不过非常遗憾的是,由于长度为n的数组有O(n2)个子数组;而且求一个长度为n的数组的和的时间复杂度为O(n)。因此这种思路的时间是O(n3)。 很容易理解,当我们加上一个正数时,和会增加;当我们加上一个负数时,和会减少。如果当前得到的和是个负数,那么这个和在接下来的累加中应该抛弃并重新清零,不然的话这个负数将会减少接下来的和。基于这样的思路,我们可以写出如下代码。 boolFindGreatestSumOfSubArray( int*pData,//anarray unsignedintnLength,//thelengthofarray int&nGreatestSum//thegreatestsumofallsub-arrays){ //iftheinputisinvalid,returnfalse if((pData==NULL)||(nLength==0)) returnfalse; intnCurSum=nGreatestSum=0; /*逐个向后面加,如果出现了负数的和值,就抛弃,重新开始加 这样也有个问题,如果后面的是负数,加上了,但和依然是正数,则不能说就是最大值,建议再定义一个数组,用来存放每次加后如果是正数的和值,用来最后判断一下取出最大值。然后再和数组中的每一个元素进行对比,如果的确是最大则取之*/ for(unsignedinti=0;i<nLength;++i) { nCurSum+=pData[i]; //ifthecurrentsumisnegative,discardit if(nCurSum<0) nCurSum=0; //ifagreatersumisfound,updatethegreatestsum if(nCurSum>nGreatestSum) nGreatestSum=nCurSum; } //ifalldataarenegative,findthegreatestelementinthearray //输入有一类特殊情况需要特殊处理。当输入数组中所有整数都是负数时,子数组和的最大值就是数组中的最大元素。 if(nGreatestSum==0) { nGreatestSum=pData[0]; for(unsignedinti=1;i<nLength;++i) { if(pData[i]>nGreatestSum) nGreatestSum=pData[i]; } } returntrue;} 四、查找最小的k个元素 分析:这道题最简单的思路莫过于把输入的n个整数排序,这样排在最前面的k个数就是最小的k个数。只是这种思路的时间复杂度为O(nlogn)。我们试着寻找更快的解决思路。 另一种方法:定义一个长度