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日志

 
 

程序员面试题精选100题(24)-栈的push、pop序列[数据结构]  

2007-04-21 12:20:55|  分类: |  标签: |举报 |字号 订阅

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题目:输入两个整数序列。其中一个序列表示栈的push顺序,判断另一个序列有没有可能是对应的pop顺序。为了简单起见,我们假设push序列的任意两个整数都是不相等的。

比如输入的push序列是12345,那么45321就有可能是一个pop系列。因为可以有如下的pushpop序列:push 1push 2push 3push 4poppush 5poppoppoppop,这样得到的pop序列就是45321。但序列43512就不可能是push序列12345pop序列。

分析:这到题除了考查对栈这一基本数据结构的理解,还能考查我们的分析能力。

这道题的一个很直观的想法就是建立一个辅助栈,每次push的时候就把一个整数push进入这个辅助栈,同样需要pop的时候就把该栈的栈顶整数pop出来。

我们以前面的序列45321为例。第一个希望被pop出来的数字是4,因此4需要先push到栈里面。由于push的顺序已经由push序列确定了,也就是在把4 push进栈之前,数字123都需要push到栈里面。此时栈里的包含4个数字,分别是1234,其中4位于栈顶。把4 pop出栈后,剩下三个数字123。接下来希望被pop的是5,由于仍然不是栈顶数字,我们接着在push序列中4以后的数字中寻找。找到数字5后再一次push进栈,这个时候5就是位于栈顶,可以被pop出来。接下来希望被pop的三个数字是321。每次操作前都位于栈顶,直接pop即可。

再来看序列43512pop数字4的情况和前面一样。把4 pop出来之后,3位于栈顶,直接pop。接下来希望pop的数字是5,由于5不是栈顶数字,我们到push序列中没有被push进栈的数字中去搜索该数字,幸运的时候能够找到5,于是把5 push进入栈。此时pop 5之后,栈内包含两个数字12,其中2位于栈顶。这个时候希望pop的数字是1,由于不是栈顶数字,我们需要到push序列中还没有被push进栈的数字中去搜索该数字。但此时push序列中所有数字都已被push进入栈,因此该序列不可能是一个pop序列。

也就是说,如果我们希望pop的数字正好是栈顶数字,直接pop出栈即可;如果希望pop的数字目前不在栈顶,我们就到push序列中还没有被push到栈里的数字中去搜索这个数字,并把在它之前的所有数字都push进栈。如果所有的数字都被push进栈仍然没有找到这个数字,表明该序列不可能是一个pop序列。

基于前面的分析,我们可以写出如下的参考代码:

#include <stack>

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Given a push order of a stack, determine whether an array is possible to
// be its corresponding pop order
// Input: pPush   - an array of integers, the push order
//        pPop    - an array of integers, the pop order
//        nLength - the length of pPush and pPop
// Output: If pPop is possible to be the pop order of pPush, return true.
//         Otherwise return false
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
bool IsPossiblePopOrder(const int* pPush, const int* pPop, int nLength)
{
      bool bPossible = false;

      if(pPush && pPop && nLength > 0)
      {
            const int *pNextPush = pPush;
            const int *pNextPop = pPop;

            // ancillary stack
            std::stack<int> stackData;

            // check every integers in pPop
            while(pNextPop - pPop < nLength)
            {
                  // while the top of the ancillary stack is not the integer 
                  // to be poped, try to push some integers into the stack
                  while(stackData.empty() || stackData.top() != *pNextPop)
                  {
                        // pNextPush == NULL means all integers have been 
                        // pushed into the stack, can't push any longer
                        if(!pNextPush)
                              break;

                        stackData.push(*pNextPush);

                        // if there are integers left in pPush, move 
                        // pNextPush forward, otherwise set it to be NULL
                        if(pNextPush - pPush < nLength - 1)
                              pNextPush ++;
                        else
                              pNextPush = NULL;
                  }

                  // After pushing, the top of stack is still not same as 
                  // pPextPop, pPextPop is not in a pop sequence
                  // corresponding to pPush
                  if(stackData.top() != *pNextPop)
                        break;

                  // Check the next integer in pPop
                  stackData.pop();
                  pNextPop ++;
            }

            // if all integers in pPop have been check successfully, 
            // pPop is a pop sequence corresponding to pPush 
            if(stackData.empty() && pNextPop - pPop == nLength)
                  bPossible = true;
      }

      return bPossible;
}

本文已经收录到《剑指Offer——名企面试官精讲典型编程题》一书中,有改动,书中的分析讲解更加详细。欢迎关注。

本题已被九度Online Judge系统收录,欢迎读者移步到http://ac.jobdu.com/hhtproblems.php在线测试自己的代码。

博主何海涛对本博客文章享有版权。网络转载请注明出处http://zhedahht.blog.163.com/。整理出版物请和作者联系。

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