微软等数据结构算法面试100题[100题V0.1最终完美珍藏版]

根据给定的文件信息，我们可以总结出以下几个关键的知识点： ### 1. 二元查找树转排序双向链表 **题目概述**：输入一棵二元查找树，将其转换成一个排序的双向链表，要求不能创建任何新的结点，只调整指针的指向。 **数据结构定义**： ```cpp struct BSTreeNode { int m_nValue; // 节点值 BSTreeNode* m_pLeft; // 左子节点 BSTreeNode* m_pRight; // 右子节点 }; ``` **解决方案思路**： - 使用中序遍历的方法来处理二元查找树。 - 在中序遍历的过程中，将当前节点与前一个节点进行连接，同时更新前一个节点的右指针以及当前节点的左指针。 - 需要注意的是，中序遍历过程中需要记录前一个访问过的节点，并且在遍历开始时将根节点作为第一个节点。 **示例代码框架**： ```cpp void ConvertToSortedDoublyLinkedList(BSTreeNode* root) { static BSTreeNode* prev = nullptr; // 记录前一个节点 if (root == nullptr) return; ConvertToSortedDoublyLinkedList(root->m_pLeft); // 先处理左子树 if (prev == nullptr) { head = root; // 第一个节点作为头节点 } else { root->m_pLeft = prev; // 当前节点的左指针指向之前的节点 prev->m_pRight = root; // 之前的节点的右指针指向当前节点 } prev = root; // 更新前一个节点 ConvertToSortedDoublyLinkedList(root->m_pRight); // 处理右子树 } ``` ### 2. 设计包含 min 函数的栈 **题目概述**：定义栈的数据结构，并要求添加一个 `min` 函数，能够得到栈的最小元素，且函数 `min`、`push` 以及 `pop` 的时间复杂度都是 O(1)。 **解决方案思路**： - 为了保持 `min` 函数的时间复杂度为 O(1)，可以使用一个辅助栈来记录每一步操作后的最小值。 - 每次 `push` 一个新元素时，同时更新辅助栈中的最小值。 - 每次 `pop` 时，同步移除辅助栈中的最小值。 - 这样，在任何时候，辅助栈顶部的元素就是当前栈中的最小值。 **示例代码框架**： ```cpp class MinStack { public: std::stack<int> dataStack; std::stack<int> minStack; void push(int value) { if (minStack.empty() || value <= minStack.top()) { minStack.push(value); } dataStack.push(value); } void pop() { if (dataStack.top() == minStack.top()) { minStack.pop(); } dataStack.pop(); } int top() { return dataStack.top(); } int getMin() { return minStack.top(); } }; ``` ### 3. 求子数组的最大和 **题目概述**：输入一个整型数组，求所有子数组的和的最大值，时间复杂度为 O(n)。 **解决方案思路**： - 使用 Kadane 算法，通过一次遍历来找到最大子数组的和。 - 在遍历过程中，动态地计算以当前元素结尾的最大子数组的和，并更新全局最大值。 **示例代码框架**： ```cpp int maxSubArraySum(const std::vector<int>& nums) { int maxSoFar = nums[0]; int maxEndingHere = nums[0]; for (size_t i = 1; i < nums.size(); i++) { maxEndingHere = std::max(nums[i], maxEndingHere + nums[i]); maxSoFar = std::max(maxSoFar, maxEndingHere); } return maxSoFar; } ``` ### 4. 在二元树中找出和为某一值的所有路径 **题目概述**：输入一个整数和一棵二元树，打印出和与输入整数相等的所有路径。 **数据结构定义**： ```cpp struct BinaryTreeNode { int m_nValue; BinaryTreeNode* m_pLeft; BinaryTreeNode* m_pRight; }; ``` **解决方案思路**： - 使用递归方法，从根节点开始遍历二叉树。 - 对于每一个节点，检查是否满足条件，如果满足，则加入到结果中；如果不满足，则递归地检查其左右子树。 - 如果到达叶子节点并且路径和等于目标值，则将此路径加入结果集合。 **示例代码框架**： ```cpp void findPaths(BinaryTreeNode* root, int target, std::vector<int>& path, std::vector<std::vector<int>>& result) { if (root == nullptr) return; path.push_back(root->m_nValue); if (root->m_pLeft == nullptr && root->m_pRight == nullptr && target == root->m_nValue) { result.push_back(path); } findPaths(root->m_pLeft, target - root->m_nValue, path, result); findPaths(root->m_pRight, target - root->m_nValue, path, result); path.pop_back(); } ``` 以上是对题目中四个典型问题的具体分析和解答，希望能够帮助到准备参加微软等大厂面试的朋友们。