码迷,mamicode.com
首页 > 其他好文 > 详细

《剑指Offer》题三十一~题四十

时间:2018-08-28 23:58:07      阅读:329      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:ott   levels   函数   col   使用   从右到左   例子   入队   get   

三十一、栈的压入、弹出序列

题目: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为该栈的弹出顺序。假设压入栈的数字均不相等。例如,序列{1, 2, 3, 4 ,5}是某栈的压栈序列,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。

分析:本题中的压栈序列并非是一次全部压入堆栈!如果没有思路,可以举一两个例子,一步步分析压栈、弹出的过程,从中找出规律。

 

三十二、从上到下打印二叉树

题目一:不分行从上到下打印二叉树。从上到下打印出二叉树的每个节点,同一层的节点按照从左到右的顺序打印。

分析:二叉树的层次遍历。

队列解法:

void print_top_to_bottom(BinaryTreeNode *pRoot)
{
     if(pRoot == nullptr)  return; queue<BinaryTreeNode*> que;    // 用于层次遍历 que.push(pRoot); while(!que.empty()) { BinaryTreeNode *pNode = que.front(); que.pop(); printf("%d\t", pNode->value); if(pNode->lChild != nullptr) que.push(pNode->lChild); if(pNode->rChild != nullptr) que.push(pNode->rChild); } }

小结:层次遍历这一过程可概括为,首先把起始节点(如根节点)放入队列,接下来每次从队列的头部取出一个节点,遍历这个节点之后把它能到达的节点(如子节点)都依次放入队列,重复这个遍历过程,直到队列中的节点全部被遍历为止。

 

题目二:分行从上到下打印二叉树。从上到下按层打印二叉树,同一层的节点按从左到右的顺序打印,每一层打印到一行。

分析:为了把二叉树的每一行单独打印到一行里,我们需要两个变量,toBePrinted变量表示在当前层中还没有打印的节点数,nextLevel变量表示下一层的节点数。

解法:

void print_by_row(BinaryTreeNode *pRoot)
{
	if(pRoot == nullptr)	return;
	queue<BinaryTreeNode*> que;
	que.push(pRoot);
	int toBePrinted = 1;
	int nextLevel = 0;
	while(!que.empty()) {
		BinaryTreeNode *pNode = que.front();
		que.pop();
		toBePrinted--;
		printf("%d\t", pNode->value);
		if(toBePrinted == 0) {
			printf("\n");
			toBePrinted = nextLevel;
			nextLevel = 0;
		}
		if(pNode->lChild != nullptr) {
			que.push(pNode->lChild);
			nextLevel++;	
		}
		if(pNode->rChild != nullptr){
			que.push(pNode->rChild);	
			nextLevel++;
		}
	}
}

 

题目三:之字形打印二叉树。请实现一个函数按照之字形顺序打印二叉树,即第一行按照从左到右的顺序打印,第二层按照从右到左的顺序打印,第三行再按照从左到右的顺序打印,其他行以此类推。

分析:如果找不到解决办法,可以试着用具体的例子一步步分析。可知,按之字形打印需要两个栈,如果当前打印的是奇数层(第一层、第三层等),则先保存左子节点再保存右子节点到第一个栈里;如果当前打印的是偶数层,则先保存右子节点再保存左子节点到第二个栈里。之所以需要两个栈,是因为栈是后入先出的容器,故用一个栈不能将同一层的节点依次打印出来。

解法:

void print(BinaryTreeNode *pRoot)
{
	if(pRoot == nullptr)	return;
	stack<BinaryTreeNode*> levels[2];
	int current = 0;
	int next = 1;
	levels[0].push(pRoot);
	while(!levels[0].empty() || !levels[1].empty()) {
		BinaryTreeNode *pNode = levels[current].top();
		levels[current].pop();
		printf("%d\t", pNode->value);
		if(current == 0) {
			if(pNode->lChild != nullptr)
				levels[next].push(pNode->lChild);
			if(pNode->rChild != nullptr)
				levels[next].push(pNode->rChild);
		}
		else {
			if(pNode->rChild != nullptr)
				levels[next].push(pNode->rChild);
			if(pNode->lChild != nullptr)
				levels[next].push(pNode->lChild);
		}
		if(levels[current].empty()) {
			printf("\n");
			current = 1 - current;
			next = 1 - next;
		}
	}
}

小结:本题表面看上去像层次遍历,但不能用队列来实现,故应该根据具体情况选用合适的数据结构和算法。

 

三十三、二叉搜索树的后序遍历序列

题目: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结果。假设输入的数组的任意两个数字互不相同。

分析:要完成这道题,需要先掌握后序遍历这一定义。比如,对于后序遍历序列{5, 7, 6, 9, 11, 10, 8},最后一个数字{8}是树的根节点的值,而前面6个数字可以分为两部分,第一部分{5, 7, 6}是左子树节点的值,它们都比根节点的值小,第二部分{9, 11, 10}是右子树节点的值,它们都比根节点的值大。接下来,我们可以用同样的方法来处理这两个子序列{5, 7, 6}和{9, 11, 10}。这其实就是一个递归的过程。

解法:

bool seq_of_BST(int *seq, int length)
{
	if(seq == nullptr || length <= 0)	return false;
	int root = seq[length - 1];
	// 在BST中,左子树节点的值小于根节点的值
	int i = 0;
	for(; i < length - 1; ++i) {
		if(seq[i] > root)
			break;
	}
	// 在BST中,右子树节点的值大于根节点的值
	for(int j = i; j < length - 1; ++j) {
		if(seq[j] < root)
			return false;
	}
	// 递归,判断左子树是不是二叉搜索树
	bool left = true;
	if(i > 0)	left = seq_of_BST(seq, i);
	// 递归,判断右子树是不是二叉搜索树
	bool right = true;
	if(i < length - 1)	right = seq_of_BST(seq + i, length - i - 1); 
	return (left && right);
}

 

三十四、二叉树中和为某一值的路径

题目:输入一棵二叉树和一个整数,打印出二叉树中节点值的和为输入整数的所有路径。

提示:一般的数据结构教材中都没有介绍树的路径,因此对大多数应聘者而言,这是一个新概念,此时我们可以试着从一两个具体的例子入手,找到规律。

分析:路径是从根节点出发到叶节点,即路径总是以根节点为起始点,因此我们首先需要遍历根节点,故必须选择前序遍历这一方式。

 

三十五、复杂链表的复制

题目:请实现函数ComplexListNode* Clone(ComplexListNode *pHead),复制一个复杂链表。在复杂链表中,每个节点除了有一个m_pNext指针指向下一个节点,还有一个m_pSibling指针指向链表中的任意节点或者nullptr。

分析:本题中的复杂链表是一种不太常见的数据结构,并且复制这种链表的过程也较为复杂。我们可以把复杂链表的复制过程分解成3个步骤,这样能帮我们理清思路。

三步解法:

ComplexListNode* Clone(ComplexListNode* pHead)
{
    CloneNodes(pHead);
    ConnectSiblingNodes(pHead);
    return ReconnectNodes(pHead);
}

void CloneNodes(ComplexListNode* pHead)
{
    ComplexListNode* pNode = pHead;
    while(pNode != nullptr)
    {
        ComplexListNode* pCloned = new ComplexListNode();
        pCloned->m_nValue = pNode->m_nValue;
        pCloned->m_pNext = pNode->m_pNext;
        pCloned->m_pSibling = nullptr;
 
        pNode->m_pNext = pCloned;
 
        pNode = pCloned->m_pNext;
    }
}

void ConnectSiblingNodes(ComplexListNode* pHead)
{
    ComplexListNode* pNode = pHead;
    while(pNode != nullptr)
    {
        ComplexListNode* pCloned = pNode->m_pNext;
        if(pNode->m_pSibling != nullptr)
        {
            pCloned->m_pSibling = pNode->m_pSibling->m_pNext;
        }
 
        pNode = pCloned->m_pNext;
    }
}

ComplexListNode* ReconnectNodes(ComplexListNode* pHead)
{
    ComplexListNode* pNode = pHead;
    ComplexListNode* pClonedHead = nullptr;
    ComplexListNode* pClonedNode = nullptr;
 
    if(pNode != nullptr)
    {
        pClonedHead = pClonedNode = pNode->m_pNext;
        pNode->m_pNext = pClonedNode->m_pNext;
        pNode = pNode->m_pNext;
    }
 
    while(pNode != nullptr)
    {
        pClonedNode->m_pNext = pNode->m_pNext;
        pClonedNode = pClonedNode->m_pNext;
 
        pNode->m_pNext = pClonedNode->m_pNext;
        pNode = pNode->m_pNext;
    }
 
    return pClonedHead;
}

  

三十六、二叉搜索树与双向链表

题目:输入一棵二叉搜索树,将该二叉搜索树转换成一个排序的双向链表。要求不能创建任何新的节点,只能调整树中节点指针的指向。

 

三十七、序列化二叉树

题目:请实现两个函数,分别用来序列化和反序列化二叉树。

 

三十八、字符串的排列

题目:输入一个字符串,打印出该字符串中字符的所有排列。例如,输入字符串"abc",则打印出由字符a、b、c所能排列出来的所有字符串abc、acb、bac、bca、cab和cba。

 

三十九、数组中出现次数超过一半的数字

题目:数组中有一个数字出现的次数超过数组长度的一半,请找出这个数字。

分析:最直观的解决方法是将该数组排序,然后找出该数字,但这种方法的时间复杂度为O(nlogn)。我们要思考时间复杂度为O(n)的方法。

 

四十、最小的K个数

题目:输入n个整数,找出其中最小的K个数。

提示:和上题一样,我们可以将这n个整数排序,排序之后位于最前面的K个数就是最小的K个数,但这种思路的时间复杂度为O(nlogn)。我们需要更快的方法。

分析:我们可以先创建一个大小为K的数据容器来存储最小的K个数字,接下来每次从输入的n个整数中读入一个数。如果容器中已有的数字少于K个,则直接把这次读入的整数放入容器之中;如果容器中已有K个数字了,我们要做3件事情(①在K个整数中找到最大数;②有可能在这个容器中删除最大数;③有可能要插入一个新的数字)。如果用一棵二叉树来实现这个数据容器,比如最大堆,它每次可以在O(1)时间内得到已有的K个数字中的最大值,在O(logk)时间内完成删除及插入操作。但我们自己从头实现一个最大堆需要一定的代码,在面试中很难完成,故我们还可以采用红黑树来实现这个容器,而在红黑树中的查找、删除和插入操作都只需要O(logk)时间。因为set和multiset都是基于红黑树实现的,故本题可使用multiset来作为容器。

解法:

typedef multiset<int, greater<int>>			intSet;
typedef multiset<int, greater<int>>::iterator	setIterator;

void get_least_numbers(const vector<int> &data, intSet &leastNumbers, int k)
{
	if(k < 1 || data.size() < k)	return;
	leastNumbers.clear();
	vector<int>::const_iterator iter = data.begin();
	for(; iter != data.end(); ++iter) {
		if(leastNumbers.size() < k)
			leastNumbers.insert(*iter);
		// 容器已满时 
		else {
			setIterator iterGreatest = leastNumbers.begin();
			// 在该multiset<int, greater<int>>类型中,第一个元素最大 
			if(*iter < *(leastNumbers.begin())) {	
				// 删除最大数,插入一个新数	
				leastNumbers.erase(iterGreatest);
				leastNumbers.insert(*iter);
			}
		}
	}
}

小结:在上段代码中,每次输入一个新元素时,需要O(logk)时间,而总共有n个输入数字,故总的时间效率就是O(nlogk)。  

 

 

 

 

  

  

 

《剑指Offer》题三十一~题四十

标签:ott   levels   函数   col   使用   从右到左   例子   入队   get   

原文地址:https://www.cnblogs.com/xzxl/p/9551525.html

(0)
(0)
   
举报
评论 一句话评论(0
登录后才能评论!
© 2014 mamicode.com 版权所有  联系我们:gaon5@hotmail.com
迷上了代码!