【程序员面试宝典】栈和队列相关面试题

1、集合栈

题目描述：

请实现一种数据结构SetOfStacks，由多个栈组成，其中每个栈的大小为size，当前一个栈填满时，新建一个栈。该数据结构应支持与普通栈相同的push和pop操作。

给定一个操作序列int[][2] ope(C++为vector<vector<int>>)，每个操作的第一个数代表操作类型，若为1，则为push操作，后一个数为应push的数字；若为2，则为pop操作，后一个数无意义。请返回一个int[][](C++为vector<vector<int>>)，为完成所有操作后的SetOfStacks，顺序应为从下到上，默认初始的SetOfStacks为空。保证数据合法。

问题分析：

（1）首先建立一个存放长度达到size的栈vec，用来存放长度达到size的栈（vector<vector<int>>）；

（2）在创建一个temp栈用来操作当前要进行操作的数据（vector<int>）；

（3）进来之后for循环遍历0~ope.size()，对于压栈的情况ope[i][0]==1,先判断栈temp栈中的元素是否达到size个，如果达到就将其先压入vec栈中，再清空temp栈，执行temp的压栈操作，否者直接将元素压入到temp当中；

（4）对于出栈时，首先判断temp栈是否为空，不为空则直接从temp中抛出元素，否则让temp指向vec栈的栈顶，然后让vec和temp都执行元素出栈动作。

（5）最后如果temp中的元素个数不为空，则将temp压入到vec当中，返回vec即可

代码实现

vector<vector<int> > setOfStacks(vector<vector<int> > ope, int size) {
vector<vector<int> > stack;
vector<int> temp;
for (int i = 0; i<ope.size(); i++){
if (ope[i][0] == 1){
if (temp.size() == size){
stack.push_back(temp);
temp.clear();
temp.push_back(ope[i][1]);
}
else
temp.push_back(ope[i][1]);
}
if (ope[i][0] == 2){
if (temp.size()>0){
temp.pop_back();
}
else{
temp = stack[stack.size() - 1];
temp.pop_back();
stack.pop_back();
}

}
}
if (temp.size() != 0)
stack.push_back(temp);
return stack;
}

2、两个栈实现队列

两个栈实现一个队列

3、双栈排序

题目描述：

请编写一个程序，按升序对栈进行排序（即最大元素位于栈顶），要求最多只能使用一个额外的栈存放临时数据，但不得将元素复制到别的数据结构中。

给定一个int[] numbers(C++中为vector<int>)，其中第一个元素为栈顶，请返回排序后的栈。请注意这是一个栈，意味着排序过程中你只能访问到第一个元素。
测试样例：[1,2,3,4,5]返回：[5,4,3,2,1]
问题分析：
（1）首先建立一个辅助栈temp，用来存放最终要返回的栈；
（2）将numbers的第一个元素push到辅助栈中，其后的过程就和插入排序的思路完全一样，只不过再此使用vector的接口来进行实现的；
（3）因为要对栈进行升序排序，所以若numbers[i]<temp.back()(小于栈顶)时，直接将其插入到后面，否则就需要在temp中遍历找合适的位置在插入。
（4）所有元素都操作完之后，返回最后排好序的temp栈即可
代码实现：

vector<int> twoStacksSort(vector<int> numbers) {
vector<int> temp;
int size = numbers.size();
if (size <= 1)
return numbers;
temp.push_back(numbers[0]);
for (int i = 1; i<size; ++i)
{
if (numbers[i] <= temp.back())
temp.push_back(numbers[i]);
else
{
vector<int>::iterator it;
for (it = temp.begin(); it != temp.end(); ++it)
{
if (*it<numbers[i])
break;
}
temp.insert(it, numbers[i]);
}
}
return temp;
}

4、猫狗收容所
题目描述：

        有家动物收容所只收留猫和狗，但有特殊的收养规则，收养人有两种收养方式，第一种为直接收养所有动物中最早进入收容所的，第二种为选择收养的动物类型（猫或狗），并收养该种动物中最早进入收容所的。

       给定一个操作序列int[][2] ope(C++中为vector<vector<int>>)代表所有事件。若第一个元素为1，则代表有动物进入收容所，第二个元素为动物的编号，正数代表狗，负数代表猫；若第一个元素为2，则代表有人收养动物，第二个元素若为0，则采取第一种收养方式，若为1，则指定收养狗，若为-1则指定收养猫。请按顺序返回收养的序列。若出现不合法的操作，即没有可以符合领养要求的动物，则将这次领养操作忽略。
测试样例：[[1,1],[1,-1],[2,0],[2,-1]]返回：[1,-1]
问题分析：
（1）根据题目要求，这道题考查的是我们的逻辑思想，问题的描述已经十分清晰，相应的用代码实现出来即可；
（2）首先建立两个vector<int>的变量vec和arr，分别保存进入收容所中的动物和被领养的动物；
（3）接下来就是分情况，若ope[i][0]==1表示有动物进来，只需要不断的将其push到arr中，否则说明有动物将要被领养，对于要被领养的动物有三种情况。
（4）在arr栈不为空时，ope[i][1]==0,只需依次从arr中push，并将push后的数据从arr中erase掉，对于ope[i][1]==1/-1的情况，方法是一样的，需要遍历arr然后找到我们需要的元素，将其push到vec中，然后从arr中在erase掉。
（5）最后所有元素都处理完，只需要返回处理完后的res即可。
代码实现：

vector<int> asylum(vector<vector<int> > ope)
{
vector<int> res, arr;
int size = ope.size();
if (ope.empty())
return arr;
for (int i = 0; i < size; i++)
{
if (ope[i][0] == 1)
{
res.push_back(ope[i][1]);
}
else if (ope[i][0] == 2)
{
if (!arr.empty())
{
if (ope[i][1] == 0)
{
res.push_back(arr[0]);
arr.erase(arr.begin());
}
else if (ope[i][1] == 1)
{
for (int j = 0; j < res.size(); j++)
{
if (arr[j]>0)
{
res.push_back(arr[j]);
arr.erase(arr.begin() + j);
break;
}
}
}
else if (ope[i][1] == 2)
{
for (int j = 0; j < res.size(); j++)
{
if (arr[j]>0)
{
res.push_back(arr[j]);
arr.erase(arr.begin() + j);
break;
}
}
}
}
}
return res;
}
}