第十九题：包含min函数的栈
暂时不看这道题要求我们做什么，先复习一下java中栈的知识。
栈是Vector的一个子类，它实现了一个标准的后进先出的栈，栈本身最重要的就是 push 和 pop。堆栈只定义了默认构造函数，用来创建一个空栈。堆栈除了包括由Vector定义的所有方法，也定义了自己的一些方法：
序号 方法描述
1 boolean empty()
测试堆栈是否为空。
2 Object peek( )
返回堆栈顶部的对象，但不从堆栈中移除它。
3 Object pop( )
移除堆栈顶部的对象，并作为此函数的值返回该对象。
4 void push(Object element)
把element压入堆栈顶部。
5 int search(Object element)
栈顶到该元素首次出现的位置的距离，以 1 为基数。
下面给出此题的代码：
import java.util.Stack;
public class Solution {
//存放栈
Stack<Integer> stack = new Stack<Integer>();
//存放最小值
Stack<Integer> min = new Stack<Integer>();
//元素进栈
public void push(int node) {
//先在主栈中存储元素
stack.push(node);
if(min.size() == 0||node < min.peek()){
min.push(node);
}else{
//如果当前入栈的值大于min中的最小值，则将最小值再入栈一次
min.push(min.peek());
}
}
//元素出栈
public void pop() {
if(stack.size()>0 && min.size()>0){
stack.pop();
min.pop();
}
}
//返回栈顶元素
public int top() {
if(stack.size()>0){
return stack.peek();
}
return 0;
}
//返回最小的元素
public int min() {
if(stack.size()>0 && min.size()>0){
return min.peek();
}
return 0;
}
}
首先题目定义了新栈(包含min函数)的四个方法：
push(int node)入栈，pop()出栈，top()返回栈顶元素，min()返回最小的元素。
显然通过java的stack对象是无法实现返回min值的，所以我们需要一个容器min来存储当前stack的最小值，并且当stack进行进栈和出栈的时候，也要一并更新min栈的内容。为了实现能够直接返回stack的最小值，我们需要把最小值存储在min栈的栈顶，当调用栈的peek()方法时，就把最小值返回。
如上图，加入当前需要入栈的序列为4,6,3,2,1。入栈时，先要把入栈元素在stack中直接入栈。对于min栈，先要判断当前入栈值和min栈的栈顶元素(当前min栈中的最小值)之间的关系大小。如果说新入栈的元素小于min.peek()，则将新元素在min栈中入栈；否则将min栈的栈顶元素再入一次栈。
要放当前stack栈的最小值，直接进行 min,peek()即可。
其余操作较为简单，不再赘述，要注意对栈进行非空判断。非空判断可以使用size()和isEmpty()方法。
第二十题：栈的压入、弹出序列
题目描述：输入两个整数序列，第一个序列表示栈的压入顺序，请判断第二个序列是否可能为该栈的弹出顺序。假设压入栈的所有数字均不相等。例如序列1,2,3,4,5是某栈的压入顺序，序列4,5,3,2,1是该压栈序列对应的一个弹出序列，但4,3,5,1,2就不可能是该压栈序列的弹出序列。（注意：这两个序列的长度是相等的）
过程如下：
首先我们需要定义一个栈来装入栈序列，对于每一次装入之后有两种操作：继续入栈和出栈。
出栈的条件需要满足：当前栈不为空并且栈顶元素等于出栈序列中当前索引指向位置的值。如果满足则出栈，并且继续此时可以连续出栈，直到不满足上述条件为止。每次出栈时，出栈序列的索引要向后移动。
如果说两个序列是对应的一组进栈和出栈序列，最后stack应该是空。
代码如下：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Stack;
public class Solution {
public boolean IsPopOrder(int [] pushA,int [] popA) {
//两个数组长度为0
if(pushA.length == 0 && popA.length == 0){
return true;
}
if(pushA.length != popA.length){
return false;
}
Stack<Integer> stack = new Stack<Integer>();
//用于指示popA中的元素
int index = 0;
for(int i = 0; i<pushA.length; i++){
//先入栈
stack.push(pushA[i]);
//是否满足出栈条件，满足则出栈
while(!stack.isEmpty() && stack.peek() == popA[index]){
stack.pop();
index++;
}
}
return stack.isEmpty();
}
}
第二十一题：从上向下打印二叉树
这道题是考查二叉树的层次遍历，需要用到队列来辅助实现，先简单看看java中队列的相关知识。
在java5中新增加了java.util.Queue接口，用以支持队列的常见操作。Queue接口与List、Set同一级别，都是继承了Collection接口。
**Queue使用时要尽量避免Collection的add()和remove()方法，而是要使用offer()来加入元素，使用poll()来获取并移出元素。**它们的优点是通过返回值可以判断成功与否，add()和remove()方法在失败的时候会抛出异常。 如果要使用队列头部元素而不移出该元素，使用element()或者peek()方法。
值得注意的是LinkedList类实现了Queue接口，因此我们可以把LinkedList当成Queue来用。
**LinkedList实现了Queue接口。**Queue接口窄化了对LinkedList的方法的访问权限（即在方法中的参数类型如果是Queue时，就完全只能访问Queue接口所定义的方法 了，而不能直接访问 LinkedList的非Queue的方法），以使得只有恰当的方法才可以使用。
代码如下：
```java
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
/**
public class TreeNode {
int val = 0;
TreeNode left = null;
TreeNode right = null;
public TreeNode(int val) {
this.val = val;
}
}
*/
public class Solution {
//二叉树的层次遍历
public ArrayList<Integer> PrintFromTopToBottom(TreeNode root) {
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
if(root == null){
return list;
}
//定义队列
Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<TreeNode>();
TreeNode node = null;
//根结点入队
queue.offer(root);
while(!queue.isEmpty()){
//根结点出队
node = queue.poll();
list.add(node.val);
//左子树入队
if(node.left!=null){
queue.offer(node.left);
}
//右子树入队
if(node.right!=null){
queue.offer(node.right);
}
}
return list;
}
}
