包含min函数的栈

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我是一个无情的面试官。

面人无数,挂人无数。

若想过我的面试,标准只有一个,那就是公司很缺人。

招新人,填旧坑。

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今天是我的第1001次当面试官,要求却不是千里挑一,而是一击必中。

因为我招聘的KPI快完不成了。

对面的小伙子,我和他从HTTP协议谈到负载均衡,从类的命名规范谈到JVM调优,凡是搬砖用不到的,我们都聊了一遍,相谈甚欢。

我知道我们是一路人,都是为面试而学习。

好了,已经快一个半小时了,我只会问最后一个问题了。

他若回答上来了,我俩之蜜糖。

他若回答不上来,我俩之砒霜。

最后一题,必是算法。

行业规则,我必遵从。

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我不急不忙,把题目念给他听。

重新定义一个栈的数据结构 ,在该类型中实现一个能够得到栈的最小值的min函数,并且调用push pop min函数的时间复杂度都是O(1)

讲完题目,他的眼神从惊喜,到思索,再到不解。

我便知道他刷过这道题,他也知道自己刷过这道题,但是他还是假装不知道自己刷过这道题。

此时此刻,他不像程序员,像演员。

他略加思索,说了一个他自己都觉得不是合理的答案,但他还是说了出来:

"我首先想到的是,新增一个成员变量来存放最小的元素,每次入栈的时候,如果新元素比该成员变量的值还小的时候,则将该成员变量更新为新元素的值。"

我微微一笑:"那如果记录最小的元素已经出栈了,如何得到下一个最小的元素呢?"。

他假装恍然大悟:"是啊 ,确实。"。

于是他拿着笔,看着纸,仿佛在思考怎么表演的这答案更是自己想出来的。

我知道,这个是面试套路,他若直接说出来最佳答案,身为面试官的我难免不会拓展这个题目,相反,他要假装说出来一个不太好的答案,在我的提示下,他聪明的想到了最优解法。

我有了面子,毕竟在我的指导下他才解决问题。

他有了里子,在紧张的环境下他仍能快速思考。

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果然,不久他就说:“我有思路了!”

然后开始默写答案,顺便还把用作讲解的图画了出来。

写完之后,他娓娓道来:"您看,确实是仅仅记录最小元素是不够的,还要记录当前栈中第二小元素,第三小元素。。。为了保存这些元素,我采用了一个辅助栈"。

举个例子

当插入第一个元素5的时候,显然5是当前的最小值,主栈与辅助栈同时插入
当插入第一个元素5的时候,显然5是当前的最小值,主栈与辅助栈同时插入
当插入第二个元素4的时候,由于4小于当前的辅助栈栈顶元素,即4是当前的最小元素,则将辅助栈压入4。
当插入第二个元素4的时候,由于4小于当前的辅助栈栈顶元素,即4是当前的最小元素,则将辅助栈压入4。
当插入第三个元素6的时候,由于6大于当前的辅助栈栈顶元素4,则仍然将辅助栈压入4。
当插入第三个元素6的时候,由于6大于当前的辅助栈栈顶元素4,则仍然将辅助栈压入4。
当插入第四个元素3的时候,由于3小于当前的辅助栈栈顶元素4,此时最小值应为3,则将辅助栈压入3。
当插入第四个元素3的时候,由于3小于当前的辅助栈栈顶元素4,此时最小值应为3,则将辅助栈压入3。

所以 ,如果我一直将当前最小元素压入辅助栈,那么就能保证辅助栈的栈顶元素都是最小元素。

如果出栈的时候,主栈弹出数据之后,辅助栈会一起弹出数据,即辅助栈的栈顶一直都是当前栈的最小元素。

比如 ,我第一次弹出 主栈的数字3 之后,辅助栈一起弹出,当前最小值为4
比如 ,我第一次弹出 主栈的数字3 之后,辅助栈一起弹出,当前最小值为4
我第二次弹出 主栈的数字6之后,辅助栈一起弹出,当前最小值依然为4
我第二次弹出 主栈的数字6之后,辅助栈一起弹出,当前最小值依然为4

依次类比。

下面是我写的代码


import java.util.Stack;

class MinStack {

    private Stack<Integer> stack;
    private Stack<Integer> minStack;

    public MinStack() {
        stack=new Stack<>();
        minStack=new Stack<>();
    }

    public void push(int x) {
        stack.push(x);
        if(minStack.isEmpty())
            minStack.push(x);
        else
            minStack.push(minStack.peek()<x ? minStack.peek():x);
    }

    public void pop() {
        stack.pop();
        minStack.pop();
    }

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

其实很好,这时候我已经决定要他了,而且快中午,再不结束面试,食堂东坡肘子都快卖完了。

于是我赞赏到:"确实不错,代码很规范,可以的。"

他的眼神从开心,再到胜券在握,再到微微不屑。

脸上写满了两个字:"就这"?

仿佛主客场完全反转,下一秒就有可能拒掉我们的offer。

那一刻我决定,我要教他做事。

我顿了一顿:"那我们换个思路,我再拓展一个题目"

重新定义一个队列,并实现函数 max_value 得到队列里的最大值,要求函数max_value、push_back 和 pop_front 的均摊时间复杂度都是O(1)。

他的眼神从失落,再到迷惑不解,再到无可奈何。

我知道,真正的对线才刚刚开始。

为了显示我的人道主义,我提示到,今天先到这吧,咱俩加个微信,不用现在想,回头把代码发给我就行。

他舒了一口气,但是不知道我这样做的目的。

其实我的目的很简单,不想错过他这个候选人,更不想错过东坡肘子。

鱼和熊掌,我可兼得。

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