algorithm/hello-algo
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78
docs/chapter_stack_and_queue/queue.md
View File

@@ -404,43 +404,49 @@ comments: true
```go title="linkedlist_queue.go"
/* 基于链表实现的队列 */
type LinkedListQueue struct {
type linkedListQueue struct {
// 使用内置包 list 来实现队列
data *list.List
}
// NewLinkedListQueue 初始化链表
func NewLinkedListQueue() *LinkedListQueue {
return &LinkedListQueue{
// newLinkedListQueue 初始化链表
func newLinkedListQueue() *linkedListQueue {
return &linkedListQueue{
data: list.New(),
}
}
// Offer 入队
func (s *LinkedListQueue) Offer(value any) {
// offer 入队
func (s *linkedListQueue) offer(value any) {
s.data.PushBack(value)
}
// Poll 出队
func (s *LinkedListQueue) Poll() any {
if s.IsEmpty() {
// poll 出队
func (s *linkedListQueue) poll() any {
if s.isEmpty() {
return nil
}
e := s.data.Front()
s.data.Remove(e)
return e.Value
}
// Peek 访问队首元素
func (s *LinkedListQueue) Peek() any {
if s.IsEmpty() {
// peek 访问队首元素
func (s *linkedListQueue) peek() any {
if s.isEmpty() {
return nil
}
e := s.data.Front()
return e.Value
}
// Size 获取队列的长度
func (s *LinkedListQueue) Size() int {
// size 获取队列的长度
func (s *linkedListQueue) size() int {
return s.data.Len()
}
// IsEmpty 判断队列是否为空
func (s *LinkedListQueue) IsEmpty() bool {
// isEmpty 判断队列是否为空
func (s *linkedListQueue) isEmpty() bool {
return s.data.Len() == 0
}
```
@@ -805,34 +811,38 @@ comments: true
```go title="array_queue.go"
/* 基于环形数组实现的队列 */
type ArrayQueue struct {
type arrayQueue struct {
data []int // 用于存储队列元素的数组
capacity int // 队列容量（即最多容量的元素个数）
front int // 头指针，指向队首
rear int // 尾指针，指向队尾 + 1
}
// NewArrayQueue 基于环形数组实现的队列
func NewArrayQueue(capacity int) *ArrayQueue {
return &ArrayQueue{
// newArrayQueue 基于环形数组实现的队列
func newArrayQueue(capacity int) *arrayQueue {
return &arrayQueue{
data: make([]int, capacity),
capacity: capacity,
front: 0,
rear: 0,
}
}
// Size 获取队列的长度
func (q *ArrayQueue) Size() int {
// size 获取队列的长度
func (q *arrayQueue) size() int {
size := (q.capacity + q.rear - q.front) % q.capacity
return size
}
// IsEmpty 判断队列是否为空
func (q *ArrayQueue) IsEmpty() bool {
// isEmpty 判断队列是否为空
func (q *arrayQueue) isEmpty() bool {
return q.rear-q.front == 0
}
// Offer 入队
func (q *ArrayQueue) Offer(v int) {
// offer 入队
func (q *arrayQueue) offer(v int) {
// 当 rear == capacity 表示队列已满
if q.Size() == q.capacity {
if q.size() == q.capacity {
return
}
// 尾结点后添加
@@ -840,9 +850,10 @@ comments: true
// 尾指针向后移动一位，越过尾部后返回到数组头部
q.rear = (q.rear + 1) % q.capacity
}
// Poll 出队
func (q *ArrayQueue) Poll() any {
if q.IsEmpty() {
// poll 出队
func (q *arrayQueue) poll() any {
if q.isEmpty() {
return nil
}
v := q.data[q.front]
@@ -850,9 +861,10 @@ comments: true
q.front = (q.front + 1) % q.capacity
return v
}
// Peek 访问队首元素
func (q *ArrayQueue) Peek() any {
if q.IsEmpty() {
// peek 访问队首元素
func (q *arrayQueue) peek() any {
if q.isEmpty() {
return nil
}
v := q.data[q.front]

202
docs/chapter_stack_and_queue/stack.md
View File

@@ -231,7 +231,28 @@ comments: true
=== "Swift"
```swift title="stack.swift"
/* 初始化栈 */
// Swift 没有内置的栈类，可以把 Array 当作栈来使用
var stack: [Int] = []
/* 元素入栈 */
stack.append(1)
stack.append(3)
stack.append(2)
stack.append(5)
stack.append(4)
/* 访问栈顶元素 */
let peek = stack.last!
/* 元素出栈 */
let pop = stack.removeLast()
/* 获取栈的长度 */
let size = stack.count
/* 判断是否为空 */
let isEmpty = stack.isEmpty
```
## 栈的实现
@@ -378,43 +399,49 @@ comments: true
```go title="linkedlist_stack.go"
/* 基于链表实现的栈 */
type LinkedListStack struct {
type linkedListStack struct {
// 使用内置包 list 来实现栈
data *list.List
}
// NewLinkedListStack 初始化链表
func NewLinkedListStack() *LinkedListStack {
return &LinkedListStack{
// newLinkedListStack 初始化链表
func newLinkedListStack() *linkedListStack {
return &linkedListStack{
data: list.New(),
}
}
// Push 入栈
func (s *LinkedListStack) Push(value int) {
// push 入栈
func (s *linkedListStack) push(value int) {
s.data.PushBack(value)
}
// Pop 出栈
func (s *LinkedListStack) Pop() any {
if s.IsEmpty() {
// pop 出栈
func (s *linkedListStack) pop() any {
if s.isEmpty() {
return nil
}
e := s.data.Back()
s.data.Remove(e)
return e.Value
}
// Peek 访问栈顶元素
func (s *LinkedListStack) Peek() any {
if s.IsEmpty() {
// peek 访问栈顶元素
func (s *linkedListStack) peek() any {
if s.isEmpty() {
return nil
}
e := s.data.Back()
return e.Value
}
// Size 获取栈的长度
func (s *LinkedListStack) Size() int {
// size 获取栈的长度
func (s *linkedListStack) size() int {
return s.data.Len()
}
// IsEmpty 判断栈是否为空
func (s *LinkedListStack) IsEmpty() bool {
// isEmpty 判断栈是否为空
func (s *linkedListStack) isEmpty() bool {
return s.data.Len() == 0
}
```
@@ -600,7 +627,58 @@ comments: true
=== "Swift"
```swift title="linkedlist_stack.swift"
/* 基于链表实现的栈 */
class LinkedListStack {
private var _peek: ListNode? // 将头结点作为栈顶
private var _size = 0 // 栈的长度
init() {}
/* 获取栈的长度 */
func size() -> Int {
_size
}
/* 判断栈是否为空 */
func isEmpty() -> Bool {
_size == 0
}
/* 入栈 */
func push(num: Int) {
let node = ListNode(x: num)
node.next = _peek
_peek = node
_size += 1
}
/* 出栈 */
func pop() -> Int {
let num = peek()
_peek = _peek?.next
_size -= 1
return num
}
/* 访问栈顶元素 */
func peek() -> Int {
if _size == 0 {
fatalError("栈为空")
}
return _peek!.val
}
/* 将 List 转化为 Array 并返回 */
func toArray() -> [Int] {
var node = _peek
var res = Array(repeating: 0, count: _size)
for i in sequence(first: res.count - 1, next: { $0 >= 0 + 1 ? $0 - 1 : nil }) {
res[i] = node!.val
node = node?.next
}
return res
}
}
```
### 基于数组的实现
@@ -716,41 +794,47 @@ comments: true
```go title="array_stack.go"
/* 基于数组实现的栈 */
type ArrayStack struct {
type arrayStack struct {
data []int // 数据
}
func NewArrayStack() *ArrayStack {
return &ArrayStack{
func newArrayStack() *arrayStack {
return &arrayStack{
// 设置栈的长度为 0，容量为 16
data: make([]int, 0, 16),
}
}
// Size 栈的长度
func (s *ArrayStack) Size() int {
// size 栈的长度
func (s *arrayStack) size() int {
return len(s.data)
}
// IsEmpty 栈是否为空
func (s *ArrayStack) IsEmpty() bool {
return s.Size() == 0
// isEmpty 栈是否为空
func (s *arrayStack) isEmpty() bool {
return s.size() == 0
}
// Push 入栈
func (s *ArrayStack) Push(v int) {
// push 入栈
func (s *arrayStack) push(v int) {
// 切片会自动扩容
s.data = append(s.data, v)
}
// Pop 出栈
func (s *ArrayStack) Pop() any {
// pop 出栈
func (s *arrayStack) pop() any {
// 弹出栈前，先判断是否为空
if s.IsEmpty() {
if s.isEmpty() {
return nil
}
val := s.Peek()
val := s.peek()
s.data = s.data[:len(s.data)-1]
return val
}
// Peek 获取栈顶元素
func (s *ArrayStack) Peek() any {
if s.IsEmpty() {
// peek 获取栈顶元素
func (s *arrayStack) peek() any {
if s.isEmpty() {
return nil
}
val := s.data[len(s.data)-1]
@@ -885,7 +969,51 @@ comments: true
=== "Swift"
```swift title="array_stack.swift"
/* 基于数组实现的栈 */
class ArrayStack {
private var stack: [Int]
init() {
// 初始化列表（动态数组）
stack = []
}
/* 获取栈的长度 */
func size() -> Int {
stack.count
}
/* 判断栈是否为空 */
func isEmpty() -> Bool {
stack.isEmpty
}
/* 入栈 */
func push(num: Int) {
stack.append(num)
}
/* 出栈 */
func pop() -> Int {
if stack.isEmpty {
fatalError("栈为空")
}
return stack.removeLast()
}
/* 访问栈顶元素 */
func peek() -> Int {
if stack.isEmpty {
fatalError("栈为空")
}
return stack.last!
}
/* 将 List 转化为 Array 并返回 */
func toArray() -> [Int] {
stack
}
}
```
!!! tip
@@ -894,5 +1022,5 @@ comments: true
## 栈典型应用
- **浏览器中的后退与前进、软件中的撤销与反撤销**。每当我们打开新的网页，浏览器就讲上一个网页执行入栈，这样我们就可以通过「后退」操作来回到上一页面，后退操作实际上是在执行出栈。如果要同时支持后退和前进，那么则需要两个栈来配合实现。
- **浏览器中的后退与前进、软件中的撤销与反撤销**。每当我们打开新的网页，浏览器就将上一个网页执行入栈，这样我们就可以通过「后退」操作来回到上一页面，后退操作实际上是在执行出栈。如果要同时支持后退和前进，那么则需要两个栈来配合实现。
- **程序内存管理**。每当调用函数时，系统就会在栈顶添加一个栈帧，用来记录函数的上下文信息。在递归函数中，向下递推会不断执行入栈，向上回溯阶段时出栈。