数据结构算法设计笔试面试题5

程序员面试题精选100题前言随着高校的持续扩张，每年应届毕业生的数目都在不断增长，伴随而来的是应届毕业生的就业压力也越来越大。在这样的背景下，就业变成一个买方市场的趋势越来越明显。为了找到一个称心的工作，绝大多数应届毕业生都必须反复经历简历筛选、电话面试、笔试、面试等环节。在这些环节中，面试无疑起到最为重要的作用，因为通过面试公司能够最直观的了解学生的能力。为了有效地准备面试，面经这个新兴概念应运而生。笔者在当初找工作阶段也从面经中获益匪浅并最终找到满意的工作。为了方便后来者，笔者花费大量时间收集并整理散落在茫茫网络中的面经。不同行业的面经全然不同，笔者从自身专业出发，着重关注程序员面试的面经，并从精选出若干具有代表性的技术类的面试题展开讨论，希望能给读者带来一些启发。由于笔者水平有限，给各面试题提供的思路和代码难免会有错误，还请读者批评指正。另外，热忱欢迎读者能够提供更多、更好的面试题，本人将感激不尽。(01)把二元查找树转变成排序的双向链表题目：输入一棵二元查找树，将该二元查找树转换成一个排序的双向链表。要求不能创建任何新的结点，只调整指针的指向。比如将二元查找树10/\614/\/\481216转换成双向链表4=6=8=10=12=14=16。分析：本题是微软的面试题。很多与树相关的题目都是用递归的思路来解决，本题也不例外。下面我们用两种不同的递归思路来分析。思路一：当我们到达某一结点准备调整以该结点为根结点的子树时，先调整其左子树将左子树转换成一个排好序的左子链表，再调整其右子树转换右子链表。最近链接左子链表的最右结点（左子树的最大结点）、当前结点和右子链表的最左结点（右子树的最小结点）。从树的根结点开始递归调整所有结点。思路二：我们可以中序遍历整棵树。按照这个方式遍历树，比较小的结点先访问。如果我们每访问一个结点，假设之前访问过的结点已经调整成一个排序双向链表，我们再把调整当前结点的指针将其链接到链表的末尾。当所有结点都访问过之后，整棵树也就转换成一个排序双向链表了。参考代码：首先我们定义二元查找树结点的数据结构如下：structBSTreeNode//anodeinthebinarysearchtree{intm_nValue;//valueofnodeBSTreeNode*m_pLeft;//leftchildofnodeBSTreeNode*m_pRight;//rightchildofnode};思路一对应的代码：/////////////////////////////////////////////////////////////////////////Covertasubbinary-search-treeintoasorteddouble-linkedlist//Input:pNode-theheadofthesubtree//asRight-whetherpNodeistherightchildofitsparent//Output:ifasRightistrue,returntheleastnodeinthesub-tree//elsereturnthegreatestnodeinthesub-tree///////////////////////////////////////////////////////////////////////BSTreeNode*ConvertNode(BSTreeNode*pNode,boolasRight){if(!pNode)returnNULL;BSTreeNode*pLeft=NULL;BSTreeNode*pRight=NULL;//Converttheleftsub-treeif(pNode-m_pLeft)pLeft=ConvertNode(pNode-m_pLeft,false);//Connectthegreatestnodeintheleftsub-treetothecurrentnodeif(pLeft){pLeft-m_pRight=pNode;pNode-m_pLeft=pLeft;}//Converttherightsub-treeif(pNode-m_pRight)pRight=ConvertNode(pNode-m_pRight,true);//Connecttheleastnodeintherightsub-treetothecurrentnodeif(pRight){pNode-m_pRight=pRight;pRight-m_pLeft=pNode;}BSTreeNode*pTemp=pNode;//Ifthecurrentnodeistherightchildofitsparent,//returntheleastnodeinthetreewhoserootisthecurrentnodeif(asRight){while(pTemp-m_pLeft)pTemp=pTemp-m_pLeft;}//Ifthecurrentnodeistheleftchildofitsparent,//returnthegreatestnodeinthetreewhoserootisthecurrentnodeelse{while(pTemp-m_pRight)pTemp=pTemp-m_pRight;}returnpTemp;}/////////////////////////////////////////////////////////////////////////Covertabinarysearchtreeintoasorteddouble-linkedlist//Input:theheadoftree//Output:theheadofsorteddouble-linkedlist///////////////////////////////////////////////////////////////////////BSTreeNode*Convert(BSTreeNode*pHeadOfTree){//Aswewanttoreturntheheadofthesorteddouble-linkedlist,//wesetthesecondparametertobetruereturnConvertNode(pHeadOfTree,true);}思路二对应的代码：/////////////////////////////////////////////////////////////////////////Covertasubbinary-search-treeintoasorteddouble-linkedlist//Input:pNode-theheadofthesubtree//pLastNodeInList-thetailofthedouble-linkedlist///////////////////////////////////////////////////////////////////////voidConvertNode(BSTreeNode*pNode,BSTreeNode*&pLastNodeInList){if(pNode==NULL)return;BSTreeNode*pCurrent=pNode;//Converttheleftsub-treeif(pCurrent-m_pLeft!=NULL)ConvertNode(pCurrent-m_pLeft,pLastNodeInList);//Putthecurrentnodeintothedouble-linkedlistpCurrent-m_pLeft=pLastNodeInList;if(pLastNodeInList!=NULL)pLastNodeInList-m_pRight=pCurrent;pLastNodeInList=pCurrent;//Converttherightsub-treeif(pCurrent-m_pRight!=NULL)ConvertNode(pCurrent-m_pRight,pLastNodeInList);}/////////////////////////////////////////////////////////////////////////Covertabinarysearchtreeintoasorteddouble-linkedlist//Input:pHeadOfTree-theheadoftree//Output:theheadofsorteddouble-linkedlist///////////////////////////////////////////////////////////////////////BSTreeNode*Convert_Solution1(BSTreeNode*pHeadOfTree){BSTreeNode*pLastNodeInList=NULL;ConvertNode(pHeadOfTree,pLastNodeInList);//Gettheheadofthedouble-linkedlistBSTreeNode*pHeadOfList=pLastNodeInList;while(pHeadOfList&&pHeadOfList-m_pLeft)pHeadOfList=pHeadOfList-m_pLeft;returnpHeadOfList;}(02)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。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？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。参考代码：#includedeque#includeassert.htemplatetypenameTclassCStackWithMin{public:CStackWithMin(void){}virtual~CStackWithMin(void){}T&top(void);constT&top(void)const;voidpush(constT&value);voidpop(void);constT&min(void)const;private:Tm_data;//theelementsofstacksize_tm_minIndex;//theindicesofminimumelements};//getthelastelementofmutablestacktemplatetypenameTT&CStackWithMinT::top(){returnm_data.back();}//getthelastelementofnon-mutablestacktemplatetypenameTconstT&CStackWithMinT::top()const{returnm_data.back()