剑指offer--day02
1.1题目:用两个栈实现队列:用两个栈来实现一个队列,完成队列的Push和Pop操作。 队列中的元素为int类型。
1.2解题思路:
创建两个栈stack1和stack2,使用两个“先进后出”的栈实现一个“先进先出”的队列。
我们通过一个具体的例子分析往该队列插入和删除元素的过程。首先插入一个元素a,不妨先把它插入到stack1,此时stack1中的元素有{a},stack2为空。再压入两个元素b和c,还是插入到stack1中,此时stack1的元素有{a,b,c},其中c位于栈顶,而stack2仍然是空的。
这个时候我们试着从队列中删除一个元素。按照先入先出的规则,由于a比b、c先插入队列中,最先删除的元素应该是a。元素a存储在stack1中,但并不在栈顶,因此不能直接进行删除操作。注意stack2我们一直没有使用过,现在是让stack2发挥作用的时候了。如果我们把stack1中的元素逐个弹出压入stack2,元素在stack2中的顺序正好和原来在stack1中的顺序相反。因此经过3次弹出stack1和要入stack2操作之后,stack1为空,而stack2中的元素是{c,b,a},这个时候就可以弹出stack2的栈顶a了。此时的stack1为空,而stack2的元素为{b,a},其中b在栈顶。
因此我们的思路是:当stack2中不为空时,在stack2中的栈顶元素是最先进入队列的元素,可以弹出。如果stack2为空时,我们把stack1中的元素逐个弹出并压入stack2。由于先进入队列的元素被压倒stack1的栈底,经过弹出和压入之后就处于stack2的栈顶,有可以直接弹出。如果有新元素d插入,我们直接把它压入stack1即可。
流程示意图:
1.3代码:
# -*- coding:utf-8 -*-
class Solution:
def __init__(self):
self.stack1 = []
self.stack2 = []
def push(self, node):
# write code here
self.stack1.append(node)
def pop(self):
# return xx
if self.stack2 == []:
while self.stack1:
self.stack2.append(self.stack1.pop())
return self.stack2.pop()
2.1题目:旋转数组的最小数字:把一个数组最开始的若干个元素搬到数组的末尾,我们称之为数组的旋转。 输入一个非减排序的数组的一个旋转,输出旋转数组的最小元素。 例如数组{3,4,5,1,2}为{1,2,3,4,5}的一个旋转,该数组的最小值为1。 NOTE:给出的所有元素都大于0,若数组大小为0,请返回0。
2.2解题思路:
我们注意到旋转之后的数组实际上可以划分为两个排序的字数组,而且前面的字数组的元素大于或者等于后面字数组的元素。我们还注意到最小的元素刚好是这两个字数组的分界线。在排序的数组中可以用二分查找实现O(logn)的查找。本题给出的数组在一定程度上是排序的,因此我们可以试着用二分查找法的思路来寻找这个最小的元素。
- 把一个数组最开始的若干个元素搬到数组的末尾,我们称之为数组的旋转。 输入一个非递减排序的数组的一个旋转,输出旋转数组的最小元素。 例如数组{3,4,5,1,2}为{1,2,3,4,5}的一个旋转,该数组的最小值为1。 NOTE:给出的所有元素都大于0,若数组大小为0,请返回0。
- 接着我们可以找到数组中间的元素。如果中间元素位于前面的递增子数组,那么它应该大于或者等于第一个指针指向的元素。此时最小元素应该位于该中间元素之后,然后我们把第一个指针指向该中间元素,移动之后第一个指针仍然位于前面的递增子数组中。
- 同样,如果中间元素位于后面的递增子数组,那么它应该小于或者等于第二个指针指向的元素。此时最小元素应该位于该中间元素之前,然后我们把第二个指针指向该中间元素,移动之后第二个指针仍然位于后面的递增子数组中。
- 第一个指针总是指向前面递增数组的元素,第二个指针总是指向后面递增数组的元素。最终它们会指向两个相邻的元素,而第二个指针指向的刚好是最小的元素,这就是循环结束的条件。
示意图如下:
特殊情况:
- 如果把排序数组的0个元素搬到最后面,这仍然是旋转数组,我们的代码需要支持这种情况。如果发现数组中的一个数字小于最后一个数字,就可以直接返回第一个数字了。
- 下面这种情况,即第一个指针指向的数字、第二个指针指向的数字和中间的数字三者相等,我们无法判断中间的数字1是数以前面的递增子数组还是后面的递增子数组。正样的话,我们只能进行顺序查找。
2.3代码:
# -*- coding:utf-8 -*-
class Solution:
def minNumberInRotateArray(self, rotateArray):
# write code here
if len(rotateArray) == 0:
return 0
left = 0
right = len(rotateArray) - 1
midIndex = 0
while rotateArray[left] >= rotateArray[right]:
if right - left == 1:
midIndex = right
break
midIndex = (left + right) // 2
#if rotateArray[left] == rotateArray[right] and rotateArray[left] == rotateArray[midIndex]:
#return self.MinInOrder(rotateArray, left, right)
if rotateArray[midIndex] >= rotateArray[left]:
left = midIndex
elif rotateArray[midIndex] <= rotateArray[right]:
right = midIndex
return rotateArray[midIndex]
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