• 腾讯电话面试


    今天内推腾讯实习生一面

    其中问道一个问题是,怎样在不消除递归的情况下防止栈溢出?(无论如何都要使用递归)

    面试的时候,一点都不知道,只能说使用循环来消除,但是那样不满足要求,后来看看这篇博客http://blog.zhaojie.me/2009/03/tail-recursion-and-continuation.html 才懂了。

    还有一个不知道的问题是优先队列的实现,原来没有接触过这种数据结构,所以当时想了半天也不知道。。

    看《数据结构与算法分析——C语言描述》中有提到,结果发现是我自己没有理解题目的意思。

    实现方式可以见连接:http://www.cnblogs.com/wuchanming/p/3809496.html

    《编程之美》中有这样一个题目:

    队列中取最大值操作问题,题目描述:

    假设有这样一个拥有3个操作的队列:

    1 Enqueue(v): 将v加入队列

    2 DeQueue:使队列中的队首元素删除并返回此元素

    3 MaxElement:返回队列中的最大元素

    请设计一种数据结构和算法,让MaxElement操作的时间复杂度尽可能地低。

    队列是遵守“先入先出”原则的一种复杂数据结构。其底层的数据结构不一定要用数组来实现,还可以使用其他特殊的数据结构来实现,以达到降低MaxElement操作复杂度的目的。

    分析与解法:

    解法一

    这个问题的关键在于取最大值的操作,并且考虑但队列里面的元素动态增加和减少的时候,如何能够非常快速地把最大值取出。

    虽然,最直接的思路就是按传统方式来实现队列。利用一个数组或链表来存储队列的元素,利用两个指针分别指向队列的队首和队尾。如果采用这种方法,那么MaxElement操作需要遍历队列的所有元素。在队列的长度为N的条件下,时间复杂度为O(N)。

    解法二

    根据取最大值的要求,可以考虑用最大堆来维护队列中的元素。堆中每个元素都有指针指向它的后续元素。这样,堆就可以很快实现返回最大元素的操作。同时,我们也能保证队列的正常插入和删除。MaxElement操作其实就是维护一个最大堆,其时间复杂度为O(1)。而入队和出队操作的时间复杂度为O(lgN)

    开始不太能理解,后来想想好像是这样的,比如,队列是先进先出的,所以用一种数据结构来记录元素的进出顺序,而使用最大堆来维持找到最大值的效率。假如使用queue来存放所有的数据,当入队的时候直接插入队尾,而最大堆也需要将加入的值放在堆的最后,然后进行调整,直到满足最大堆。如果是进行访问最大值,可以直接访问堆顶的元素。如果是进行出队操作,从队列的首部删除该元素,并在最大堆中找到该元素,删除之后,进行调整。这样既能够达到满足队列的“先进先出”,也能满足在O(1)的条件下访问到最大值。

    解法三

    曾经做过一种类似的题目是最小栈,也就是在O(1)的情况下访问到栈中的最小元素。如是想到也可以使用这种方式来实现优先队列,

    如果使用两个数组分别存放,第一个数组按进入的顺序存放所有的元素,另一个数组中存放最大值的下标,另外还用一个变量记录当前的最大值下标。

    实现代码:

    class stack
    {
    public:
        stack()
        {
            stackTop=-1;
            maxStackItemIndex=-1;
        }
        void push(Type x)
        {
            stackTop++;
            if(stackTop>=Max)
            ;  //栈满
            else
            {
                stackItem[stackTop]=x;
                if(x>Max())
                {
                    link2NextMaxItem[stackTop]=maxStackItemIndex;
                    maxStackItemIndex=stackTop;
                }
                else
                    link2NextMaxItem[stackTop]=-1;
             }
        }
        Type Pop()
        {
            Type ret;
            if(stackTop<0)
                ThrowException();  //已经没有元素来,所以不能pop
            else
            {
                ret=stackItem[stackTop];
                if(stackTop==maxStackItemIndex)
                {
                    maxStackItemIndex=link2NextMaxItem[stackTop];
                }
                stackTop--;
            }
            return ret;
        }
        Type Max()
        {
            if(maxStackItemIndex>=0)
                return stackItem[maxStackItemIndex];
            else
                return -INF;
        }
    private:
        Type stackItem[MAXN];
        int stackTop;
        int link2NextMaxItem[MAXN];
        int maxStackItemIndex;
    };

    这里,维护一个最大值的序列来保证Max操作的时间复杂度为O(1),相当于用空间复杂度换取了时间复杂度。

    如果能够用栈有效第实现队列,而栈的Max操作又很容易,那么队列的Max操作也就能有效地完成了。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/wuchanming/p/4328624.html
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