算法学习06：数组模拟：单/双链表，栈和队列，单调栈/队列
文章目录
- 算法学习06：数组模拟：单/双链表，栈和队列，单调栈/队列
- 前言
- 一、链表
- 1.单链表
- 2.双链表
- 二、栈和队列
- 1.普通栈、队列
- 2.单调栈
- 3.单调队列
- 三、 拓展：ios::sync_with_stdio(false) 和 cin.tie(0) 对cin，cout速率的影响：
- 总结
前言
提示：以下是本篇文章正文内容：
一、链表
1.单链表
#include <iostream>
using namespace std;
const int N = 100000 + 10;
//head：表示头结点的下标
//e[i]：表示结点i的值
//ne[i]：表示结点i的next指针是多少
//idx：存储当前已经用到了那个点（从0开始）
int head, e[N], ne[N], idx;
//初始化：
void init()
{
head = -1;
idx = 0;
}
//将x插入到头结点：
void add_to_head(int x)
{
e[idx] = x;
ne[idx] = head;
head = idx;
idx ++;
}
// 将x插入到下标是k的点后面：
void add(int k, int x)
{
e[idx] = x;
ne[idx] = ne[k];
ne[k] = idx;
idx ++;
}
// 将下标是k的点后面的点删除
void remove(int k)
{
ne[k] = ne[ne[k]];
}
int main()
{
int m;
cin >> m;
init();
while(m --)
{
char op;
int x, k;
cin >> op;
if(ip == 'H')
{
cin >> x;
add_to_head(x);
}
else if(ip == 'D')
{
cin >> k;
if(!k) head = ne[head];//注意1：删除头结点
remove(k - 1);
}
else
{
cin >> k >> x;
add(k - 1, x);
}
}
for(int i - head; i != -1; i = ne[i]) cout << e[i] << ' ';
cout << endl;
return 0;
}
2.双链表
#include <iostream>
using namespace std;
const int N = 100000 + 10;
int m;
int e[N], l[N], r[N], idx;
//初始化：
void init()
{
//0表示左端点，1表示右端点
r[0] = 1, l[1] = 0;
idx = 2;
}
//在下标是k的结点后，插入x ：
void add(int k, int x)
{
e[idx] = x;
r[idx] = r[k];//idx的右边
l[idx] = k;//idx的左边
l[r[k]] = idx;//k右边结点的左边
r[k] = idx;//k的右边
}
//删除第k个点：
void remove(int k)
{
r[l[k]] = r[k];//k左边节点的右边，连接k的右边的结点
l[r[k]] = l[k];//k右边结点的左边，连接k的左边的结点
}
二、栈和队列
1.普通栈、队列
#include <iostream>
using namespace std;
const int N = 100000 + 10;
// ***************************栈：
int stk[N], tt;//stk：栈， tt：栈顶
//插入：
stk[++ tt] = x;//从 1 开始
//弹出：
tt --;
// 判断栈是否为空：(伪代码)
if(tt > 0) not empty;
else empty;
// 栈顶 ：
stk[tt];
// ***************************队列：
int q[N], hh, tt = -1;//hh：对头， tt：对尾
// 插入：
q[++ tt] = x;
// 弹出：
hh ++;
// 判断队列是否为空：
if(hh <= tt) not empty;
else empty;
// 取出对头元素：
q[hh];
2.单调栈
例题：给一个长度为N的整数序列，输出每个数昨天第一个比他小的数，如果不存在就输出-1。
//例题：给一个长度为N的整数序列，输出每个数昨天第一个比他小的数，
//如果不存在就输出-1。
#include <iostream>
using namespace std;
const int N = 100000 + 10;
int n;
int stk[N], tt;
int main()
{
cin >> n;
for(int i = 0; i < n; i ++)
{
int x;
cin >> x;
//单调栈
//在我们维护的栈中，移去比当前数“x”大的数
while(tt & stk[tt] >= x) tt--;
//此时，栈顶元素就是 最近的 小于x的数
if(tt) cout << stk[tt] << endl;
else cout << -1 << end;
stk[++ tt] = x;//将x进栈，仍然可以维护 单调栈。
}
return 0;
}
3.单调队列
题目：给定一个大小为n<=10^6的数组，有一个大小为k的滑动窗口，它从数组的最左边移动感到最右边，你只能找窗口中看到k个数字。
你的任务是确定滑动窗口位于每个位置是，窗口中的最小值和最大值。
//题目：给定一个大小为n<=10^6的数组，有一个大小为k的滑动窗口，
//它从数组的最左边移动感到最右边，你只能找窗口中看到k个数字。
//你的任务是确定滑动窗口位于每个位置是，窗口中的最大值和最小值。
#include <iostream>
using namespace std;
const int N = 100000 + 10;
int n, k;
int a[N], q[N];//q：队列，队列存储的是 下标
int main()
{
scanf("%d%d", &n, &k);
for(int i = 0; i < n; i ++) scnaf("%d", %a[i]);
//窗口中的最小值
int hh = 0, tt = -1;
for(int i = 0; i < n; i ++)
{
//判断对头是否已经 划出窗口：
//使用if？每次移动一格。
if(hh <= tt && i - k + 1 > q[hh]) hh ++;
//将窗口内大于的元素 出队列（为什么从后面出队列？分析题目所得。
while(hh <= tt && a[q[tt] >= a[i]]) tt --;
q[++ tt] = i;//要先加入，i对应的值可能是最小的
if(i >= k - 1) printf("%d", a[q[hh]]);
}
put(" ");
//窗口中的最大值
int hh = 0, tt = -1;
for(int i = 0; i < n; i ++)
{
//判断对头是否已经 划出窗口：
if(hh <= tt && i - k + 1 > q[hh]) hh ++;
while(hh <= tt && a[q[tt] <= a[i]]) tt --;
q[++ tt] = i;//i对应的值可能是最大的
if(i >= k - 1) printf("%d", a[q[hh]]);
}
put(" ");
return 0;
}
三、 拓展：ios::sync_with_stdio(false) 和 cin.tie(0) 对cin，cout速率的影响：
拓展：关于输入的速率问题
（1）cin，cout (1394ms)
（2）scanf，printf (133ms)
（3）ios::sync_with_stdio(false); + cin (1182ms)
（4）cin.tie(0); (141ms)
应用别人的博客来解释cin，cout的速率问题😍
总结
提示：这里对文章进行总结：
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