实用数据结构LinkedList
linkedlist push offer
linkedlist push offer
在Java中,LinkedList类提供了两个方法来向列表末尾添加元素:
●push(E e):将元素e推入栈中,相当于在列表头部添加元素。
●offer(E e):将元素e添加到列表末尾,如果添加成功返回true,否则返回
false。
区别主要在于两者的目的和行为:
●push(E e):将LinkedList视为栈,在列表头部添加元素,主要用于模拟栈
的行为。
●offer(E e):将LinkedList视为队列,在列表末尾添加元素,主要用于模拟
队列的行为。
需要注意的是:
●push方法在容量已满的时候会抛出Exception异常,而offer方法不会。
●在大多数情况下,offer方法更常用,因为它更安全高效,并且避免了容量
已满时可能出现的异常。
此外,LinkedList还提供了一个add(E e)方法,它也可以将元素添加到列表末尾,与offer方法的主要区别是:
●add方法总是会将元素添加到列表末尾,不会考虑容量限制,如果容量已满,
会抛出Exception异常。
●offer方法只会在容量允许的情况下将元素添加到列表末尾,否则不会添加。
总结:
1.使用push方法将元素添加到列表头部,模拟栈的行为。
2.使用offer或add方法将元素添加到列表末尾,模拟队列的行为。
3.选择offer方法优先,因为它更安全高效,避免了容量已满时可能出现的异
常。
写出单链表存储结构的 c 语言描述
写出单链表存储结构的 c 语言描述一、单链表的概述单链表是一种常见的数据结构,它由若干个节点组成,每个节点包含一个数据元素和一个指向下一个节点的指针。
单链表的特点是插入和删除操作效率高,但查找操作效率较低。
二、单链表的存储结构单链表的存储结构采用动态分配内存的方式,每个节点都是一个独立的内存区域,通过指针将它们连接在一起。
下面是单链表存储结构的 c 语言描述:```typedef struct Node{int data; // 数据域struct Node *next; // 指针域} ListNode, *LinkedList;```上面代码中,ListNode 表示节点类型,LinkedList 表示链表类型。
其中 data 是数据域,next 是指针域,用于存放下一个节点的地址。
三、单链表的基本操作1. 初始化操作初始化操作用于创建一个空链表。
```void InitList(LinkedList *L){*L = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode)); // 创建头结点(*L)->next = NULL; // 头结点指针域为空}```2. 插入操作插入操作用于在链表中插入新节点。
```int Insert(LinkedList L, int i, int x)int j = 0;ListNode *p = L;while (p && j < i - 1) // 找到第 i-1 个节点{p = p->next;j++;}if (!p || j > i - 1) // 判断 i 的范围是否合法{return 0;}ListNode *s = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode)); // 创建新节点s->data = x; // 赋值数据域s->next = p->next; // 新节点指向下一个节点p->next = s; // 前一个节点指向新节点 return 1;```3. 删除操作删除操作用于删除链表中的某个节点。
linkedlist用法
linkedlist用法Linkedlist用法Linkedlist是一种常见的数据结构,它由一系列节点组成,每个节点包含数据和一个指向下一个节点的指针。
Linkedlist可以用于实现栈、队列、图等数据结构,也可以作为一种独立的数据结构使用。
1. 创建Linkedlist创建一个空的Linkedlist非常简单,只需要定义一个头指针即可。
头指针通常被定义为一个结构体类型的变量,其中包含指向第一个节点和最后一个节点的指针。
2. 插入节点在Linkedlist中插入新的节点有两种方式:在链表头部插入或在链表尾部插入。
对于单向链表来说,在链表中间插入新的节点比较困难。
2.1 在链表头部插入新的节点在链表头部插入新的节点是最简单、最快速的方式。
只需要将新的节点作为第一个节点,并将原来第一个节点作为新节点后面的那个节点即可。
2.2 在链表尾部插入新的节点在链表尾部插入新的节点需要遍历整个链表找到最后一个节点,并将其指向新的节点。
这个过程比较耗时,但是可以保证新加进来的元素总是排在最后面。
3. 删除节点删除Linkedlist中某个特定位置上的元素也有两种方式:删除头部元素或删除尾部元素。
对于单向链表来说,在链表中间删除节点比较困难。
3.1 删除头部元素删除头部元素非常简单,只需要将头指针指向第二个节点即可。
3.2 删除尾部元素删除尾部元素需要遍历整个链表找到倒数第二个节点,并将其指向NULL。
这个过程比较耗时,但是可以保证被删除的元素总是排在最后面。
4. 遍历Linkedlist遍历Linkedlist可以使用循环或递归的方式实现。
循环的方式比较简单,只需要从头指针开始一直遍历到最后一个节点即可。
递归的方式比较复杂,但是可以更加灵活地处理数据。
5. 反转Linkedlist反转Linkedlist也有两种方式:迭代和递归。
迭代的方式需要用三个指针分别表示当前节点、前一个节点和后一个节点,然后依次将当前节点指向前一个节点,并更新三个指针的位置。
数据结构程序填空题
数据结构程序填空题一、题目描述:编写一个程序,实现一个简单的链表数据结构,并完成以下操作:1. 初始化链表2. 在链表末尾插入节点3. 在链表指定位置插入节点4. 删除链表指定位置的节点5. 获取链表长度6. 打印链表中的所有节点二、解题思路:1. 定义链表节点结构体Node,包含一个数据域和一个指向下一个节点的指针域。
2. 定义链表结构体LinkedList,包含一个头节点指针和一个记录链表长度的变量。
3. 初始化链表时,将头节点指针置为空,链表长度置为0。
4. 在链表末尾插入节点时,先判断链表是否为空,若为空,则将新节点作为头节点;若不为空,则找到链表最后一个节点,将其指针指向新节点。
5. 在链表指定位置插入节点时,先判断插入位置的合法性,若位置超出链表长度范围,则插入失败;否则,找到插入位置的前一个节点,将新节点插入到其后面。
6. 删除链表指定位置的节点时,先判断删除位置的合法性,若位置超出链表长度范围,则删除失败;否则,找到删除位置的前一个节点,将其指针指向要删除节点的下一个节点,并释放要删除节点的内存空间。
7. 获取链表长度时,直接返回链表结构体中记录的长度变量。
8. 打印链表中的所有节点时,从头节点开始遍历链表,依次输出每个节点的数据域。
三、代码实现:```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>// 定义链表节点结构体typedef struct Node {int data; // 数据域struct Node* next; // 指针域} Node;// 定义链表结构体typedef struct LinkedList {Node* head; // 头节点指针int length; // 链表长度} LinkedList;// 初始化链表void initLinkedList(LinkedList* list) {list->head = NULL; // 头节点指针置为空list->length = 0; // 链表长度置为0}// 在链表末尾插入节点void insertAtEnd(LinkedList* list, int value) {Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node)); // 创建新节点newNode->data = value; // 设置新节点的数据域newNode->next = NULL; // 设置新节点的指针域为NULL if (list->head == NULL) {list->head = newNode; // 若链表为空,将新节点作为头节点} else {Node* current = list->head;while (current->next != NULL) {current = current->next; // 找到链表最后一个节点}current->next = newNode; // 将最后一个节点的指针指向新节点}list->length++; // 链表长度加1}// 在链表指定位置插入节点void insertAtPosition(LinkedList* list, int value, int position) {if (position < 0 || position > list->length) {printf("插入位置不合法!\n");return;}Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node)); // 创建新节点newNode->data = value; // 设置新节点的数据域if (position == 0) {newNode->next = list->head; // 若插入位置为0,将新节点作为头节点 list->head = newNode;} else {Node* current = list->head;for (int i = 0; i < position - 1; i++) {current = current->next; // 找到插入位置的前一个节点}newNode->next = current->next; // 将新节点的指针指向插入位置的节点 current->next = newNode; // 将插入位置的前一个节点的指针指向新节点}list->length++; // 链表长度加1}// 删除链表指定位置的节点void deleteAtPosition(LinkedList* list, int position) {if (position < 0 || position >= list->length) {printf("删除位置不合法!\n");return;}Node* temp;if (position == 0) {temp = list->head; // 记录要删除的节点list->head = list->head->next; // 将头节点指向下一个节点} else {Node* current = list->head;for (int i = 0; i < position - 1; i++) {current = current->next; // 找到删除位置的前一个节点}temp = current->next; // 记录要删除的节点current->next = current->next->next; // 将删除位置的前一个节点的指针指向删除位置的后一个节点}free(temp); // 释放要删除节点的内存空间list->length--; // 链表长度减1}// 获取链表长度int getLength(LinkedList* list) {return list->length;}// 打印链表中的所有节点void printLinkedList(LinkedList* list) { Node* current = list->head;while (current != NULL) {printf("%d ", current->data);current = current->next; // 遍历链表 }printf("\n");}int main() {LinkedList list;initLinkedList(&list);insertAtEnd(&list, 1);insertAtEnd(&list, 2);insertAtEnd(&list, 3);printf("链表中的节点:");printLinkedList(&list); // 链表中的节点:1 2 3insertAtPosition(&list, 4, 1);printf("链表中的节点:");printLinkedList(&list); // 链表中的节点:1 4 2 3deleteAtPosition(&list, 2);printf("链表中的节点:");printLinkedList(&list); // 链表中的节点:1 4 3int length = getLength(&list);printf("链表的长度:%d\n", length); // 链表的长度:3 return 0;}```四、测试结果:运行以上代码,输出结果为:```链表中的节点:1 2 3链表中的节点:1 4 2 3链表中的节点:1 4 3链表的长度:3```五、总结:通过以上程序的实现,我们成功地完成了一个简单的链表数据结构,并实现了初始化链表、在链表末尾插入节点、在链表指定位置插入节点、删除链表指定位置的节点、获取链表长度以及打印链表中的所有节点等操作。
Java核心数据结构(List、Map、Set)原理与使用技巧
Java核⼼数据结构(List、Map、Set)原理与使⽤技巧JDK提供了⼀组主要的数据结构实现,如List、Set等常⽤数据结构。
这些数据都继承⾃java.util.Collection接⼝,并位于java.util包内。
⼀、List接⼝最重要的三种List接⼝实现:ArrayList、Vector、LinkedList。
它们的类图如下:可以看到,3种List均来⾃AbstratList的实现。
⽽AbstratList直接实现了List接⼝,并扩展⾃AbstratCollection。
ArrayList和Vector使⽤了数组实现,可以认为,ArrayList封装了对内部数组的操作。
⽐如向数组中添加、删除、插⼊新的元素或数组的扩展和重定义。
对ArrayList或者Vector的操作,等价于对内部对象数组的操作。
ArrayList和Vector⼏乎使⽤了相同的算法,它们的唯⼀区别可以认为是对多线程的⽀持。
ArrayList没有对⼀个⽅法做线程同步,因此不是线程安全的。
Vector中绝⼤多数⽅法都做了线程同步,是⼀种线程安全的实现。
因此ArrayList和Vector的性能特性相差⽆⼏。
LinkedList使⽤了循环双向链表数据结构。
LinkedList由⼀系列表项连接⽽成。
⼀个表项总是包含3个部分:元素内容、前驱表项和后驱表项。
如图所⽰:LinkedList的表项源码:private static class Node<E> {E item;Node<E> next;Node<E> prev;Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {this.item = element;this.next = next;this.prev = prev;}}⽆论LinkedList是否为空,链表都有⼀个header表项,它既是链表的开始,也表⽰链表的结尾。
数据结构—链表
数据结构—链表链表⽬录⼀、概述1.链表是什么链表数⼀种线性数据结构。
它是动态地进⾏储存分配的⼀种结构。
什么是线性结构,什么是⾮线性结构?线性结构是⼀个有序数据元素的集合。
常⽤的线性结构有:线性表,栈,队列,双队列,数组,串。
⾮线性结构,是⼀个结点元素可能有多个直接前趋和多个直接后继。
常见的⾮线性结构有:⼆维数组,多维数组,⼴义表,树(⼆叉树等)。
2.链表的基本结构链表由⼀系列节点组成的集合,节点(Node)由数据域(date)和指针域(next)组成。
date负责储存数据,next储存其直接后续的地址3.链表的分类单链表(特点:连接⽅向都是单向的,对链表的访问要通过顺序读取从头部开始)双链表循环链表单向循环链表双向循环链表4.链表和数组的⽐较数组:优点:查询快(地址是连续的)缺点:1.增删慢,消耗CPU内存链表就是⼀种可以⽤多少空间就申请多少空间,并且提⾼增删速度的线性数据结构,但是它地址不是连续的查询慢。
⼆、单链表[1. 认识单链表](#1. 认识单链表)1. 认识单链表(1)头结点:第0 个节点(虚拟出来的)称为头结点(head),它没有数据,存放着第⼀个节点的⾸地址(2)⾸节点:第⼀个节点称为⾸节点,它存放着第⼀个有效的数据(3)中间节点:⾸节点和接下来的每⼀个节点都是同⼀种结构类型:由数据域(date)和指针域(next)组成数据域(date)存放着实际的数据,如学号(id)、姓名(name)、性别(sex)、年龄(age)、成绩(score)等指针域(next)存放着下⼀个节点的⾸地址(4)尾节点:最后⼀个节点称为尾节点,它存放着最后⼀个有效的数据(5)头指针:指向头结点的指针(6)尾指针:指向尾节点的指针(7)单链表节点的定义public static class Node {//Object类对象可以接收⼀切数据类型解决了数据统⼀问题public Object date; //每个节点的数据Node next; //每个节点指向下⼀结点的连接public Node(Object date) {this.date = date;}}2.引⼈头结点的作⽤1. 概念头结点:虚拟出来的⼀个节点,不保存数据。
linkedlist扩容机制原理
linkedlist扩容机制原理linkedlist扩容机制原理简介在计算机科学中,链表是一种常见的数据结构,用于存储和组织数据。
当链表的容量不足以存储所有数据时,需要进行扩容,即增加链表的大小。
本文将深入探讨linkedlist扩容机制的原理,从浅入深解释相关原理。
linkedlist基本概念•Linkedlist是由一系列节点组成的集合,每个节点包含一个数据元素和指向下一个节点的指针。
•Linkedlist的头部指针指向链表的第一个节点,而尾部指针指向链表的最后一个节点。
•Linkedlist可以动态地增加或删除节点,适用于频繁的插入和删除操作。
链表扩容的原因链表扩容是由于链表的容量不足以存储当前的数据量。
当链表的容量达到了某个上限时,就需要进行扩容操作,以便增加链表的存储空间。
链表扩容通常涉及以下几个方面的原理。
链表的分配策略链表的扩容涉及到如何分配新的存储空间。
通常有两种常见的分配策略:1.静态扩容:静态扩容是通过一次性分配一段固定大小的内存空间来实现的。
当链表需要扩容时,会分配一段较大的内存空间,然后将原有的数据复制到新的内存空间中。
静态扩容可以提高链表的效率,但是当链表的容量不足时,可能会产生较大的内存浪费。
2.动态扩容:动态扩容是通过按需分配内存来实现的。
当链表的容量不足时,会分配一小段新的内存空间,然后将原有的数据复制到新的内存空间中。
动态扩容可以减少内存浪费,但是在复制数据时可能会导致一定的性能损耗。
扩容触发条件链表扩容的触发条件通常有以下几种:1.当链表插入新节点时,如果当前链表的容量已满,则需要进行扩容操作。
插入新节点后,链表的容量达到上限,触发扩容。
2.当链表删除节点时,如果链表的容量过大(超过一定阈值),可以选择进行缩容操作。
删除节点后,链表的容量低于一定比例,触发缩容。
扩容算法链表的扩容操作通常涉及以下几个步骤:1.计算新的链表容量:根据当前链表容量和扩容因子计算出新的链表容量。
2.1ArrayList线程不安全,LinkedList线程不安全,Vector线程安全
2.1ArrayList线程不安全,LinkedList线程不安全,Vector线程安全⼀、ArrayList 线程不安全1.数据结构(数组 transient Object[] elemetData;)ArrayList的底层数据结构就是⼀个数组,数组元素的类型为Object类型,对ArrayList的所有操作底层都是基于数组的。
2.扩容(1.5倍,在add时初始化默认为10)ArrayList的扩容主要发⽣在向ArrayList集合中添加元素的时候private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { // 判断元素数组是否为空数组minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); // 取较⼤值}ensureExplicitCapacity(minCapacity);}private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {// 结构性修改加1modCount++;if (minCapacity - elementData.length > 0)grow(minCapacity);}private void grow(int minCapacity) {int oldCapacity = elementData.length; // 旧容量int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); // 新容量为旧容量的1.5倍if (newCapacity - minCapacity < 0) // 新容量⼩于参数指定容量,修改新容量newCapacity = minCapacity;if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) // 新容量⼤于最⼤容量newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); // 指定新容量// 拷贝扩容elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);}2.线程不安全添加操作:在object[size]上存放元素,然后size++原因:两个线程,A将数据存放在0的位置,A暂停,B存放数据,由于A未将size++,所以B也将数据存放在0上,然后A和B都同时运⾏,size=2,但是只有位置0上有数据,所以说线程不安全解决办法:使⽤synchronized关键字;或⽤Collections类中的静态⽅法synchronizedList();对ArrayList进⾏调⽤即可。
Python数据结构之链表详解
Python数据结构之链表详解⽬录0.学习⽬标1.线性表的链式存储结构1.1指针相关概念1.2指针结构1.3结点1.4结点类2.单链表的实现2.1单链表的初始化2.2获取单链表长度2.3读取指定位置元素2.4查找指定元素2.5在指定位置插⼊新元素2.6删除指定位置元素2.7其它⼀些有⽤的操作3.单链表应⽤3.1单链表应⽤⽰例3.2利⽤单链表基本操作实现复杂操作0. 学习⽬标在顺序存储⽅式中,根据数据元素的序号就可随机存取表中任何⼀个元素,但同时在插⼊和删除运算需要移动⼤量的元素,造成算法效率较低。
解决此缺陷的⼀个办法是:对线性表采⽤链式存储⽅式。
在链表存储⽅式中,在逻辑上相邻的数据元素在存储空间中不⼀定相邻,数据元素的逻辑次序是通过链表中指针链接实现的。
本节将介绍链式存储结构的特点以及各种基本操作的实现。
通过本节学习,应掌握以下内容:线性表的链式存储及实现⽅法链表基本操作的实现利⽤链表的基本操作实现复杂算法1. 线性表的链式存储结构链式存储结构⽤于存放线性表中的元素的存储单元在内存中可以是连续的,也可以是零散分布的。
由于线性表中各元素间存在着线性关系,为了表⽰元素间的这种线性关系,链式存储结构中不仅要存储线性表中的元素,还要存储表⽰元素之间逻辑关系的信息。
所以⽤链式存储结构表⽰线性表中的⼀个元素时⾄少需要两部分信息,除了存储每⼀个数据元素值以外,还需存储其后继或前驱元素所在内存的地址。
采⽤链式存储结构表⽰的线性表简称链表 (Linked List)。
1.1 指针相关概念在继续进⾏讲解前,我们⾸先来了解指针的相关概念,以便更好的理解链表。
假设我们需要处理⼀个⼤型数据⽂件,这⼀⽂件已经被读取保持在内存中,当我们在函数间传递⽂件时,并不会直接传递整个⽂件,我们需要创建变量来保存⽂件在内存中的位置,这些变量很⼩,很容易在不同的函数之间传递。
使⽤指针的好处之⼀就是可以⽤⼀个简单的内存地址就可以指向⼀个更⼤的内存地址段。
数组和链表的优缺点
数组和链表的优缺点
数组和链表的优缺点想象怎么互相弥补形成的数据结构
数组与链表的优缺点;
数组:
优点:使⽤⽅便,查询效率⽐链表⾼,内存为⼀连续的区域
缺点:⼤⼩固定,不适合动态存储,不⽅便动态添加
链表:
优点:可动态添加删除⼤⼩可变
缺点:只能通过顺次指针访问,查询效率低
补充:
顺序表的优点:查找⽅便,适合随机查找
顺序表的缺点:插⼊、删除操作不⽅便,因为插⼊、删除操作会导致⼤量元素的移动
链接表的优点:插⼊、删除操作⽅便,不会导致元素的移动,因为元素增减,只需要调整指针。
顺序表的缺点:查找⽅便,不适合随机查找
链表和数组的本质差异
数组(Array):
优点:查询快,通过索引直接查找;有序添加,添加速度快,允许重复;
缺点:在中间部位添加、删除⽐较复杂,⼤⼩固定,只能存储⼀种类型的数据;
如果应⽤需要快速访问数据,很少插⼊和删除元素,就应该⽤数组。
链表(LinkedList):优点:有序添加、增删改速度快,对于链表数据结构,增加和删除只要修改元素中的指针就可以了;缺点:查询慢,如果要访问链表中⼀个元素,就需要从第⼀个元素开始查找;如果应⽤需要经常插⼊和删除元素,就应该⽤链表。
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1 在访问⽅式上
数组可以随机访问其中的元素
链表则必须是顺序访问,不能随机访问
2 空间的使⽤上
链表可以随意扩⼤
数组则不能。
数据结构实验报告单链表
数据结构实验报告_单链表数据结构实验报告——单链表一、实验目的1.掌握单链表的基本概念和原理。
2.了解单链表在计算机科学中的应用。
3.掌握单链表的基本操作,如插入、删除、遍历等。
4.通过实验,加深对理论知识的理解,提高编程能力。
二、实验内容1.实验原理:单链表是一种线性数据结构,由一系列节点组成,每个节点包含数据域和指针域。
其中,指针域指向下一个节点,最后一个节点的指针域指向空。
单链表的主要操作包括插入、删除、遍历等。
2.实验步骤:(1)创建一个单链表。
(2)实现插入操作,即在链表的末尾插入一个新节点。
(3)实现删除操作,即删除链表中的一个指定节点。
(4)实现遍历操作,即输出链表中所有节点的数据。
3.实验代码:下面是使用Python语言实现的单链表及其基本操作的示例代码。
class Node:def __init__(self, data):self.data = dataself.next = Noneclass LinkedList:def __init__(self):self.head = Nonedef insert(self, data):new_node = Node(data)if self.head is None:self.head = new_nodeelse:current = self.headwhile current.next is not None:current = current.nextcurrent.next = new_nodedef delete(self, data):if self.head is None:returnif self.head.data == data:self.head = self.head.nextreturncurrent = self.headwhile current.next is not None and current.next.data != data:current = current.nextif current.next is None:returncurrent.next = current.next.nextdef traverse(self):current = self.headwhile current is not None:print(current.data)current = current.next4.实验结果:通过运行上述代码,我们可以看到单链表的基本操作得到了实现。
常用的数据结构及其应用场景
常用的数据结构及其应用场景数据结构是计算机科学中非常重要的概念,它是指数据元素之间的关系,以及对这些数据元素进行操作的方法。
在实际的软件开发中,常用的数据结构有很多种,每种数据结构都有其独特的特点和适用场景。
本文将介绍几种常用的数据结构及其在实际应用中的场景。
一、数组(Array)数组是最基本的数据结构之一,它由相同类型的元素组成,这些元素在内存中是连续存储的。
数组的特点是支持随机访问,即可以通过下标快速访问数组中的任意元素。
在实际应用中,数组常用于需要按照顺序存储和访问数据的场景,比如存储学生成绩、员工工资等。
二、链表(Linked List)链表是另一种常见的数据结构,它由节点组成,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。
链表的特点是插入和删除操作效率高,但访问元素的效率较低。
链表常用于需要频繁插入和删除操作的场景,比如实现队列、栈等数据结构。
三、栈(Stack)栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,只允许在栈顶进行插入和删除操作。
栈常用于需要临时存储数据并按照特定顺序访问的场景,比如表达式求值、函数调用等。
四、队列(Queue)队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,只允许在队尾插入元素,在队头删除元素。
队列常用于需要按照先后顺序处理数据的场景,比如实现消息队列、线程池等。
五、树(Tree)树是一种非线性的数据结构,由节点和边组成,每个节点最多有一个父节点和多个子节点。
树常用于表示具有层次关系的数据,比如组织结构、文件系统等。
六、图(Graph)图是一种由节点和边组成的数据结构,节点之间的关系可以是任意的。
图常用于表示网络拓扑、社交网络等复杂关系的数据。
七、哈希表(Hash Table)哈希表是一种通过哈希函数将关键字映射到存储位置的数据结构,可以实现快速的查找、插入和删除操作。
哈希表常用于需要快速查找数据的场景,比如实现字典、缓存等。
以上是几种常用的数据结构及其在实际应用中的场景,不同的数据结构适用于不同的场景,选择合适的数据结构可以提高程序的效率和性能。
LinkedList的用法
LinkedList的⽤法简介:LinkedList是List接⼝的实现类【存储结构是链表,特点:每个元素分配的空间不必连续、插⼊和删除元素时速度⾮常快、但访问元素的速度较慢】ArrayList 也是List接⼝的实现类【存储结构是线性表】LinkedList 是⼀个双向链表,当数据量很⼤或者操作很频繁的情况下,添加和删除元素时具有⽐ArrayList更好的性能。
但在元素查询和修改⽅便要弱于ArrayList。
LinkedList类每个结点⽤内部类Node表⽰,LInkedList通过first和last引⽤分别只想链表的第⼀个和最后⼀个元素,当链表为空时,first和last都为NULL值。
LinkedList数据结构如下图所⽰://存储对象的结构Node,LinkedList的内部类private static class Node<E>{E item;Node<E> next;//指向下⼀个节点Node<E> prev;//指向上⼀个节点Node(Node<E> prev,E element,Node<E> next){this.item = element;this.next = next;this.prev = prev;}}Node节点⼀共有三个属性:item代表节点值,prev代表节点的前⼀个节点,next代表节点的后⼀个节点。
每个节点都有⼀个前驱和后继结点,并且在LinkedList中也定义了两个变量分别指向链表的第⼀个和最后⼀个节点。
transient Node<E> first;transient Node<E> last;1、添加元素到LinkedListLinkedList提供了多个添加元素的⽅法;Boolean add(E e) :在链表尾部添加⼀个元素,如果成功,返回true,否则返回false。
linkedlist pop方法
linkedlist pop方法在链表中,pop方法用来移除并返回最后一个节点。
以下是一个示例的LinkedList类,其中包含了pop方法。
pythonclass Node:def __init__(self, data=None):self.data = dataself.next = Noneclass LinkedList:def __init__(self):self.head = Nonedef append(self, data):new_node = Node(data)if self.head is None:self.head = new_nodeelse:current = self.headwhile current.next is not None:current = current.nextcurrent.next = new_nodedef pop(self):if self.head is None:return Noneelif self.head.next is None:popped_node = self.headself.head = Nonereturn popped_node.dataelse:current = self.headwhile current.next.next is not None:current = current.nextpopped_node = current.nextcurrent.next = Nonereturn popped_node.data# 测试linked_list = LinkedList()linked_list.append(1)linked_list.append(2)linked_list.append(3)print(linked_list.pop()) # 输出3print(linked_list.pop()) # 输出2print(linked_list.pop()) # 输出1print(linked_list.pop()) # 输出None在pop方法中,如果链表为空,会返回None表示链表为空,如果链表只有一个节点,会将head置为None,并返回该节点的数据。
map+list的lru算法
map+list的lru算法Map+List的LRU算法LRU(Least Recently Used)算法是一种常用的缓存淘汰策略,用于在缓存空间不足时,淘汰最近最少使用的数据。
在LRU算法中,通过维护一个有序的数据结构来记录数据的访问时间顺序,实现淘汰旧数据、保留热点数据的目的。
本文将介绍使用Map和List结合的LRU算法实现。
一、LRU算法概述LRU算法的核心思想是基于数据的访问时间,最近被访问的数据通常有可能在短时间内再次被访问,因此应该优先保留。
而久未被访问的数据则有可能很长时间内都不会再次被访问,因此应该被淘汰。
LRU算法实现通常采用两种数据结构:哈希表(HashMap)和双向链表(LinkedList)。
二、Map+List的LRU算法实现1. 数据结构设计为了方便实现LRU算法,我们可以使用Java中的LinkedHashMap 和LinkedList两个类来实现。
LinkedHashMap是基于哈希表和链表实现的,可以保证按照访问的顺序进行存储。
LinkedList则用于维护数据的访问顺序。
2. 初始化和添加元素在初始化LRU缓存时,我们可以设置缓存的大小以及负载因子等参数。
当要添加一个元素时,先判断元素是否存在于缓存中,若存在则将其移动到链表的头部(最近使用的位置),若不存在则判断缓存是否已满。
若已满,则淘汰链表尾部(最久未使用的位置)的元素,再将新元素添加到链表头部。
3. 获取元素当需要获取缓存中的某个元素时,首先在Map中查找元素。
若存在则将元素移动到链表头部,并返回元素值;若不存在则返回空值。
4. 移除元素当需要从缓存中移除元素时,首先在Map中查找元素。
若存在则从Map和链表中移除该元素。
5. 更新元素当需要更新缓存中的某个元素时,首先在Map中查找元素。
若存在则更新元素值,并将元素移动到链表头部;若不存在则添加新元素。
6. 扩展若需求中需要记录缓存中元素的访问频次,我们可以在Map的值中添加计数器,并在获取元素、移除元素和更新元素时进行更新。
敲七(基本数据结构队列-LinkedList的使用)
敲七(基本数据结构队列-LinkedList的使⽤)有⼀种酒桌游戏叫做“敲7”,规则是从⼀个⼈开始,说出任意数字,其他⼈会顺序往后报,如果⼀个数字包含 7,或者是 7 的倍数,那么需要敲打杯⼦或盘⼦,不能说出。
现在 n 个⼈围坐在⼀个圆桌周围,他们编号从 1 到 n 顺时针排列。
从某⼀⼈开始报出⼀个数字,其他⼈会按照顺时针⽅向顺序往后报(加⼀),如果某个⼈的数字包含 7,或者是 7 的倍数,那么他将退出游戏,下⼀个⼈继续接着报,直到剩⼀个⼈为⽌。
输⼊格式第⼀⾏输⼊三个整数,n,m,t。
n 代表总⼈数,m 代表从第 m 个⼈开始报数,他报出的数字是 t。
(1≤m≤n≤1000,1≤t≤100)接下来的 nn ⾏,每⼀⾏输⼊⼀个字符串,代表这 n 个⼈的名字,字符串的长度不超过 20。
输出格式输出剩下的那个⼈的名字,占⼀⾏。
样例输⼊5 3 20donglalinanlalixilalibeilalichuanpu样例输出chuanpupackage计蒜客;import java.util.LinkedList;import java.util.Scanner;public class敲七 {/*** @param args*/public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubScanner scan=new Scanner(System.in);int n=scan.nextInt();int m=scan.nextInt();int t=scan.nextInt();String[] names=new String[n];for(int i=0;i<n;i++){names[i]=scan.next();}LinkedList<Integer> list=new LinkedList<Integer>();for(int i=1;i<=n;i++){list.add(i);}int index=m-1;while(list.size()>1){if(index==list.size()){index=0;}if(t%7==0||(t+"").contains("7")){list.remove(index);index=index-1;}index++;t++;}System.out.println(names[list.get(0)-1]);}}。
ArrayList为什么比LinkedList查询速度快?
ArrayList为什么⽐LinkedList查询速度快?⼀、ArrayList与LinkedList的⽐较?ArrayList从原理上就是数据结构中的数组,也就是内存中⼀⽚连续的空间,这意味着,当我get(index)的时候,我可以根据数组的(⾸地址+偏移量),直接计算出我想访问的第index个元素在内存中的位置。
LinkedList可以简单理解为数据结构中的链表(说简单理解,因为其实是双向循环链表),在内存中开辟的不是⼀段连续的空间,⽽是每个元素有⼀个[元素|下⼀元素地址]这样的内存结构。
当get(index)时,只能从⾸元素开始,依次获得下⼀个元素的地址。
⽤时间复杂度表⽰的话,ArrayList的get(n)是o(1),⽽LinkedList是o(n)。
⼆、ArrayList为什么不是线程安全的?ArrayList的实现主要就是⽤了⼀个Object的数组elementData,⽤来保存所有的元素,以及⼀个size变量⽤来保存当前数组中已经添加了多少元素。
接着我们看下最重要的add操作时的源代码:public boolean add(E e) {/*** 添加⼀个元素时,做了如下两步操作* 1.判断列表的capacity容量是否⾜够,是否需要扩容* 2.真正将元素放在列表的元素数组⾥⾯*/ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!elementData[size++] = e;return true;}ensureCapacityInternal()这个⽅法的作⽤就是判断如果将当前的新元素加到列表后⾯,列表的elementData数组的⼤⼩是否满⾜,如果size + 1的这个需求长度⼤于了elementData这个数组的长度,那么就要对这个数组进⾏扩容。
这样也就出现了第⼀个导致线程不安全的隐患,在多个线程进⾏add操作时可能会导致elementData数组越界。
常见数据结构及特点介绍
常见数据结构及特点介绍常见的数据结构stack、heap、list、doubly-linked-list、queue、array(vector)、map、set、graphArray(数组)最简单⽽且应⽤最⼴泛的数据结构之⼀特征:使⽤连续的内存来存储、数组中的所有元素都是相同的类型或类型的衍⽣(同质数据结构)、元素可以通过下标直接访问LinkedList(链表)线性表的⼀种,最基本、最简单,也是最常⽤的数据结构特征:元素之间的关系是⼀对⼀的关系(除了第⼀个和最后⼀个元素,其他元素都是⾸尾相接)、顺序存储结构和链式存储结构两种存储⽅式Stack(栈)和队列相似,⼀个带有数据存储特征的数据结构特征:存储数据是先进后出的、栈只有⼀个出⼝,只能从栈顶部增加和移除元素,类似试管,只有⼀个⼝Heap(堆)⼀般情况下,堆叫⼆叉堆,近似完全⼆叉树的数据结构,⼀个⽗节点下⾯两个⼦节点,⼦节点下⼜分别两个⼦节点特征:⼦节点的键值或者索引总是⼩于它的⽗节点、每个节点的左右⼦树⼜是⼀个⼆叉堆、根节点最⼤的堆叫最⼤堆或者⼤根堆、最⼩的叫最⼩堆或者⼩根堆List(线性表)由另个或者多个数据元素组成的有限序列特征:线性表是⼀个序列、0个元素构成的线性表是空表、第⼀个元素⽆先驱、最后⼀个元素⽆后继、其他元素都只有⼀个先驱和后续、有长度,长度是元素个数,长度有限doubly-linked-list(双向链表)特征:每个元素都是⼀个对象,每个对象有⼀个关键字key和两个指针(next和prev),就是向前移动或者向后移动queue(队列)特征:先进先出(FIFO)、并发中使⽤、可以安全将对象从⼀个任务传给另⼀个任务set(集合)特征:保存从不重复的元素map(字典)特征:关联数组、也被叫做字典或者键值对graph(图)特征:通常使⽤邻接矩阵和邻接表表⽰、前者易实现但是对于稀疏矩阵会浪费较多空间、后者使⽤链表的⽅式存储信息但是对于图搜索时间复杂度较⾼。
Kotlin中Stack与LinkedList的实现方法示例
Kotlin中Stack与LinkedList的实现⽅法⽰例前⾔本⽂主要介绍的是关于Kotlin 实现基本的数据结构 Stack 和 LinkedList,分享出来供⼤家参考学习,下⾯话不多说了,来⼀起看看详细的介绍吧。
StackJava中Stack由List实现,Kotlin中有MutableList,Stack类的基本定义如下,继承Iterator为了迭代遍历:class Stack<T : Comparable<T>>(list : MutableList<T>) : Iterator<T>基本属性实现// stack的countvar itCounter: Int = 0// stack内部实现为MutableListvar items: MutableList<T> = list// 判断stack是否为nullfun isEmpty(): Boolean = this.items.isEmpty()// 获取stack的items countefun count(): Int = this.items.count()// tostring操作override fun toString(): String {return this.items.toString()}基本操作实现// pop操作,弹出栈顶元素即链表最末端元素,可为nullfun pop(): T? {if (this.isEmpty()) {return null} else {val item = this.items.count() - 1return this.items.removeAt(item)}}// 只读操作,不弹出fun peek(): T? {if (isEmpty()) {return null} else {return this.items[this.items.count() - 1]}}// hasNext操作override fun hasNext(): Boolean {val hasNext = itCounter < count()if (!hasNext) itCounter = 0return hasNext}// 取next元素override fun next(): T {if (hasNext()){val topPos : Int = (count() - 1) - itCounteritCounter++return this.items[topPos]}else{throw NoSuchElementException("No such element") // 异常不⽤new哦}}LinkedListLinkedList的实现需要Node,然后实现first、last、count以及append等操作。
java list 命名规则
java list 命名规则(实用版)目录1.Java List 简介2.Java List 的命名规则3.Java List 的常用实现类4.命名规则的实际应用正文【Java List 简介】Java List 是一种集合类,它可以存储一组对象。
List 接口定义了一些基本的操作,如添加元素、删除元素、获取元素等。
Java List 的最大特点是可以动态增加或删除元素,这使得它在很多场景下非常有用。
【Java List 的命名规则】在 Java 中,List 的命名规则通常遵循以下惯例:1.类名以"List"结尾:Java List 的实现类通常以"List"作为结尾,如 ArrayList、LinkedList 等。
这有助于区分它们与其他集合类,如 Set 和 Map。
2.以接口名作为前缀:如果一个类实现了 List 接口,那么它的类名通常以 List 接口的名称(即"List")作为前缀。
例如,实现了 List 接口的 ArrayList 的完整类名是 java.util.ArrayList。
【Java List 的常用实现类】Java List 有多种实现类,其中最常用的有:1.ArrayList:基于数组实现的列表,支持动态扩展。
查询速度快,插入和删除速度相对较慢。
2.LinkedList:基于双向链表实现的列表,查询速度相对较慢,插入和删除速度快。
3.Vector:与 ArrayList 类似,但它是线程安全的,因此在多线程环境下性能较差。
4.Stack:继承自 Vector,实现了后进先出(LIFO)的数据结构。
【命名规则的实际应用】了解 Java List 的命名规则有助于我们更好地理解和使用这些类。
例如,当我们看到一个类名以"List"结尾时,我们就可以猜测它是一个实现了 List 接口的集合类。
这有助于我们快速了解类的功能和用途。
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a1 a2 … a1 a2 …
ai-1 ai ai-1 e
… aianFra bibliotek… an
3
表的长度增加
插入算法时间复杂度分析: 插入算法时间复杂度分析: 考虑移动元素的平均情况
插入位置 1 2 … n n+1 需要移动的结点次数 n n-1 … 1
平均次数: 平均次数 (1+2+…+n-1+n)/(n+1) =n/2
24
List接口和LinkedList类
第二步: 第二步:具体实现
public class FirstLevelTitleDB { 2、获取第一条、以及最末条新闻标题 public static void main(String[] args) { FirstLevelTitle car = new FirstLevelTitle(1, "汽车 "管理员 new Date()); 汽车", 管理员 管理员", 汽车 3、删除第一条、以及最末条新闻标题 FirstLevelTitle medical = new FirstLevelTitle(2, "医学 "管理员 医学", 管理员 管理员",new Date()); 医学 LinkedList newsTitleList = new LinkedList(); newsTitleList.addFirst(car); newsTitleList.addLast(medical); FirstLevelTitle first = (FirstLevelTitle) newsTitleList.getFirst(); System.out.println("头条的新闻标题为 + first.getTitleName()); 头条的新闻标题为:" 头条的新闻标题为 FirstLevelTitle last = (FirstLevelTitle) newsTitleList.getLast(); System.out.println("排在最后的新闻标题为 + last.getTitleName()); 排在最后的新闻标题为:" 排在最后的新闻标题为 newsTitleList.removeFirst(); newsTitleList.removeLast();
第一步, 第一步,确定存储方式
1、LinkedList类是List接口的一个具体实现类 2、LinkedList 类用于创建链表数据结构 3、插入或者删除元素时,它提供更好的性能
23
List接口和ArrayList类
第二步: 第二步:确定存储对象
1、创建类型:新闻标题 public class FirstLevelTitle { private int id; //ID 2、包含属性: ID、名称、创建者、创建时间 private String titleName; //名称 名称 private String creater; //创建者 创建者 private Date createTime; //创建时间 创建时间
=
+ 指针(指示后继元素存储位置 指示后继元素存储位置) 指示后继元素存储位置 结点
(表示数据元素 或 数据元素的映象) 数据元素的映象
以“结点的序列 结点的序列”表示线性表 结点的序列 称作链表 链表
12
链表
单向链表
head节点 data next data next data next=null
25
1、添加第一条、以及最末条新闻标题
1
2
3
} }
练习
创建一个类Stack,代表堆栈(其特点为:后进先出), 创建一个类Stack,代表堆栈(其特点为:后进先出), Stack 添加方法add(Object obj)、以及delete( ),添加main 添加方法add(Object obj)、以及delete( ),添加main 方法进行验证,要求: 方法进行验证,要求:
21
List接口和LinkedList类
开发一套小型的新闻管理系统,要求如下: 开发一套小型的新闻管理系统,要求如下:
可以添加头条新闻标题 可以删除末条新闻标题
元素个数不确定 存储方式如何选择? 存储方式如何选择?
使用集合类
需要在列表的头或尾添加、 需要在列表的头或尾添加、删除元素
22
List接口和LinkedList类
13
链表
插入
head节点 data next data next data next=null
data
next
删除
head节点 data next data next data next=null
14
线性表的操作:插入在单链表中的实 现: 有序对 <ai-1, ai> 改变为 <ai-1, e> 和<e, ai>
ai-1 e
15
ai
线性表的操作:删除在单链表中的实现:
有序对< 有序对<ai-1, ai> 和 <ai, ai+1> 改变为 <ai-1, ai+1> ai-1 ai ai+1
16
链表
循环链表
head节点 data next data next data next
17
链表
双向循环链表
head节点 previous data next
创建一个类CatTest,添加main方法, 创建一个类CatTest,添加main方法,实现 CatTest main方法
创建一个ArrayList,向其中添加几个Cat对象 遍历该集合,并且对每个Cat对象调用show()方法
8
参考代码
class Cat{ private String name; public Cat(String name){ = name; } public void show(){ System.out.println(name); } } public class CatTest { public static void main(String[] args){ //创建一个 创建一个ArrayList,向其中添加几个Cat对象; ,向其中添加几个 对象; 创建一个 对象 ArrayList list = new ArrayList(); list.add(new Cat("mimi")); list.add(new Cat("qiqi")); list.add(new Cat("ding")); //遍历该集合,并且对每个Cat对象调用 遍历该集合,并且对每个 对象调用show()方法。 方法。 遍历该集合 对象调用 方法 for(int i= 0;i<list.size();i++){ Cat c = (Cat)list.get(i); c.show(); }
回顾
数组 Arrays类 Arrays类 Arrays.sort() Arrays.binarySearch() Arrays.fill() Arrays.asList() ArrayList类 ArrayList类 结构特点 常用方法:size(), isEmpty(),contains(),indexOf(),toArray(), get(),set(),add(),addAll(),remove(),clear()
public FirstLevelTitle(int id, String titleName, String creater,Date createTime) { this.id = id; this.titleName = titleName; this.creater = creater; this.createTime = createTime; } public String getTitleName() { return titleName; } public void setTitleName(String titleName) { this.titleName = titleName; } }
1
顺序表便于查找操作,而插入和 删除元素时要大量移动元素。
首先分析: 首先分析
插入元素时, 线性表的逻辑结构发生什么变化 逻辑结构发生什么变化 逻辑结构发生什么变化?
2
(a1, …, ai-1, ai, …, an) 改变为 (a1, …, ai-1, e, ai, …, an)
<ai-1, ai> <ai-1, e>, <e, ai>
previous
data
next
previous
data
next
18
LinkedList类
19
LinkedList类
LinkedList实现了List接口,允许null元素。 LinkedList实现了List接口,允许null元素。此外 实现了List接口 null元素 LinkedList提供额外的get,remove,insert方法在 提供额外的get LinkedList提供额外的get,remove,insert方法在 LinkedList的首部或尾部 这些操作使LinkedList 的首部或尾部。 LinkedList可 LinkedList的首部或尾部。这些操作使LinkedList可 被用作堆栈(stack),队列(queue) ),队列 被用作堆栈(stack),队列(queue)或双向队列 deque)。 (deque)。 注意LinkedList没有同步方法。 LinkedList没有同步方法 注意LinkedList没有同步方法。如果多个线程同时访 问一个List 则必须自己实现访问同步。 List, 问一个List,则必须自己实现访问同步。一种解决方 法是在创建List时构造一个同步的List List时构造一个同步的List: 法是在创建List时构造一个同步的List: List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));