Java集训(算法&&面试题)第八天(栈与队列)

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「这是我参与2022首次更文挑战的第29天,活动详情查看:2022首次更文挑战」。

导读

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在刚刚结束的 每日算法&面试题,大厂特训二十八天冲刺大厂每日算法&面试题,动态规划21天 的训练中我们一起打卡走了过来。但是学习不能停呀,从今天开始我们开始Java集训(算法&&面试题)第一天接着卷起来。

Java集训

用两个栈实现一个队列。队列的声明如下,请实现它的两个函数 appendTail 和 deleteHead ,分别完成在队列尾部插入整数和在队列头部删除整数的功能。(若队列中没有元素,deleteHead 操作返回 -1 )

示例 1:

输入:
["CQueue","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[3],[],[]]
输出:[null,null,3,-1]
示例 2:

输入:
["CQueue","deleteHead","appendTail","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[],[5],[2],[],[]]
输出:[null,-1,null,null,5,2]

思路:维护两个栈,第一个栈支持插入操作,第二个栈支持删除操作。

根据栈先进后出的特性,我们每次往第一个栈里插入元素后,第一个栈的底部元素是最后插入的元素,第一个栈的顶部元素是下一个待删除的元素。为了维护队列先进先出的特性,我们引入第二个栈,用第二个栈维护待删除的元素,在执行删除操作的时候我们首先看下第二个栈是否为空。如果为空,我们将第一个栈里的元素一个个弹出插入到第二个栈里,这样第二个栈里元素的顺序就是待删除的元素的顺序,要执行删除操作的时候我们直接弹出第二个栈的元素返回即可。

初始化:
class CQueue {

    public CQueue() {

    }
    
    public void appendTail(int value) {

    }
    
    public int deleteHead() {

    }
}

/**
 * Your CQueue object will be instantiated and called as such:
 * CQueue obj = new CQueue();
 * obj.appendTail(value);
 * int param_2 = obj.deleteHead();
 */



解题:
class CQueue {
    Deque<Integer> stack1;
    Deque<Integer> stack2;
    
    public CQueue() {
        stack1 = new LinkedList<Integer>();
        stack2 = new LinkedList<Integer>();
    }
    
    public void appendTail(int value) {
        stack1.push(value);
    }
    
    public int deleteHead() {
        // 如果第二个栈为空
        if (stack2.isEmpty()) {
            while (!stack1.isEmpty()) {
                stack2.push(stack1.pop());
            }
        } 
        if (stack2.isEmpty()) {
            return -1;
        } else {
            int deleteItem = stack2.pop();
            return deleteItem;
        }
    }
}


定义栈的数据结构,请在该类型中实现一个能够得到栈的最小元素的 min 函数在该栈中,调用 min、push 及 pop 的时间复杂度都是 O(1)。

示例:

MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.min();   --> 返回 -3.
minStack.pop();
minStack.top();      --> 返回 0.
minStack.min();   --> 返回 -2.
 

> 思路:最朴素的想法是存储数组 \textit{nums}nums 的值,每次调用 \text{sumRange}sumRange
> 时,通过循环的方法计算数组 \textit{nums}nums 从下标 ii 到下标 jj 范围内的元素和,需要计算 j-i+1j−i+1
> 个元素的和。由于每次检索的时间和检索的下标范围有关,因此检索的时间复杂度较高,如果检索次数较多,则会超出时间限制。
> 
> 由于会进行多次检索,即多次调用 \text{sumRange}sumRange,因此为了降低检索的总时间,应该降低
> \text{sumRange}sumRange 的时间复杂度,最理想的情况是时间复杂度 O(1)O(1)。为了将检索的时间复杂度降到
> O(1)O(1),需要在初始化的时候进行预处理。



```java

初始化:
class MinStack {

    /** initialize your data structure here. */
    public MinStack() {

    }
    
    public void push(int x) {

    }
    
    public void pop() {

    }
    
    public int top() {

    }
    
    public int min() {

    }
}

/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * MinStack obj = new MinStack();
 * obj.push(x);
 * obj.pop();
 * int param_3 = obj.top();
 * int param_4 = obj.min();
 */




解题:

class MinStack {
    Stack<Integer> A, B;
    public MinStack() {
        A = new Stack<>();
        B = new Stack<>();
    }
    public void push(int x) {
        A.add(x);
        if(B.empty() || B.peek() >= x)
            B.add(x);
    }
    public void pop() {
        if(A.pop().equals(B.peek()))
            B.pop();
    }
    public int top() {
        return A.peek();
    }
    public int min() {
        return B.peek();
    }
}


面试题

编码的意义:计算机中存储的最小单元是一个字节即 8bit,所能表示的字符范围是 255 个,
而人类要表示的符号太多,无法用一个字节来完全表示,固需要将符号编码,将各种语言翻
译成计算机能懂的语言。
 ASCII 码:总共 128 个,用一个字节的低 7 位表示,031 控制字符如换回车删除等;
32~126 是打印字符,可通过键盘输入并显示出来;
 ISO-8859-1,用来扩展 ASCII 编码,256 个字符,涵盖了大多数西欧语言字符。
 GB2312:双字节编码,总编码范围是 A1-A7,A1-A9 是符号区,包含 682 个字符,
B0-B7 是 汉字区,包含 6763 个汉字;
 GBK 为了扩展 GB2312,加入了更多的汉字,编码范围是 8140~FEFE,有 23940 个
码位,能 表示 21003 个汉字。
 UTF-16: ISO 试图想创建一个全新的超语言字典,世界上所有语言都可通过这本字典
Unicode 来相互翻译,而 UTF-16 定义了 Unicode 字符在计算机中存取方法,用两个
字节来表 示 Unicode 转化格式。不论什么字符都可用两字节表示,即 16bit,固叫
UTF-16。
 UTF-8:UTF-16 统一采用两字节表示一个字符,但有些字符只用一个字节就可表示,浪
费存储空间,而 UTF-8 采用一种变长技术,每个编码区域有不同的字码长度。 不同类
型的 字 符 可 以 由 1~6 个字节





utf-8 编码中的中文占几个字节;int 型几个字节?
utf-8 是一种变长编码技术,utf-8 编码中的中文占用的字节不确定,可能 2 个、3 个、4
个,int 型占 4 个字节。