【LeetCode】设计数据结构 | List、Stack、Queue、DLinkedList

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【LeetCode】设计数据结构|List、Stack、Queue、DLinkedList

设计链表(中等)

707. 设计链表

冗余版

class MyLinkedList {
    class ListNode {
        int val;
        ListNode next;
        ListNode(int val) {
            this.val = val;
        }
    }

    int size;
    ListNode dummyHead;

    public MyLinkedList() {
        this.size = 0;
        this.dummyHead = new ListNode(-1);
    }
    
    public int get(int index) {
        if (index + 1 > size) return -1;
        ListNode node = dummyHead.next;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            node = node.next;
        }
        return node.val;
    }
    
    public void addAtHead(int val) {
        ListNode newNode = new ListNode(val);
        newNode.next = dummyHead.next;
        dummyHead.next = newNode;
        size++;
    }
    
    public void addAtTail(int val) {
        ListNode node = dummyHead;
        while (node.next != null) {
            node = node.next;
        }
        node.next = new ListNode(val);
        size++;
    }
    
    public void addAtIndex(int index, int val) {
        ListNode newNode = new ListNode(val);
        ListNode node = dummyHead;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            node = node.next;
            if (node == null) return;
        }
        newNode.next = node.next;
        node.next = newNode;
        size++;
    }
    
    public void deleteAtIndex(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) return;
        ListNode node = dummyHead;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            node = node.next;
        }
        ListNode deleteNode = node.next;
        node.next = deleteNode.next;
        // 清除野指针
        deleteNode = null;
        size--;
    }
}

代码复用简化版

class MyLinkedList {
    class ListNode {
        int val;
        ListNode next;
        ListNode(int val) {
            this.val = val;
        }
    }

    int size;
    ListNode dummyHead;

    public MyLinkedList() {
        this.size = 0;
        this.dummyHead = new ListNode(-1);
    }
    
    public int get(int index) {
        if (index + 1 > size) return -1;
        ListNode node = dummyHead.next;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            node = node.next;
        }
        return node.val;
    }
    
    public void addAtHead(int val) {
        this.addAtIndex(0, val);
    }
    
    public void addAtTail(int val) {
        this.addAtIndex(size, val);
    }
    
    public void addAtIndex(int index, int val) {
        ListNode newNode = new ListNode(val);
        ListNode node = dummyHead;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            node = node.next;
            if (node == null) return;
        }
        newNode.next = node.next;
        node.next = newNode;
        size++;
    }
    
    public void deleteAtIndex(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) return;
        ListNode node = dummyHead;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            node = node.next;
        }
        ListNode deleteNode = node.next;
        node.next = deleteNode.next;
        // 清除野指针
        deleteNode = null;
        size--;
    }
}

用栈实现队列(简单)

232. 用栈实现队列

class MyQueue {
    Stack<Integer> a;
    Stack<Integer> b;

    public MyQueue() {
        this.a = new Stack<Integer>();
        this.b = new Stack<Integer>();
    }
    
    public void push(int x) {
        a.push(x);
    }
    
    public int pop() {
        if (b.isEmpty()) {
            while (!a.isEmpty()) {
                b.push(a.pop());
            }
        }
        return b.pop();
    }
    
    public int peek() {
        if (b.isEmpty()) {
            while (!a.isEmpty()) {
                b.push(a.pop());
            }
        }
        return b.peek();
    }
    
    public boolean empty() {
        return a.isEmpty() && b.isEmpty();
    }
}

用队列实现栈(简单)

225. 用队列实现栈

方法一:双队列实现

class MyStack {
    Queue<Integer> a;
    Queue<Integer> b;

    public MyStack() {
        this.a = new LinkedList<Integer>();
        this.b = new LinkedList<Integer>();
    }
    
    public void push(int x) {
        while (!a.isEmpty()) {
            b.offer(a.poll());
        }
        a.offer(x);
        while (!b.isEmpty()) {
            a.offer(b.poll());
        }
    }
    
    public int pop() {
        return a.poll();
    }
    
    public int top() {
        return a.peek();
    }
    
    public boolean empty() {
        return a.isEmpty();
    }
}

方法二:单队列实现

class MyStack {
    Queue<Integer> a;

    public MyStack() {
        this.a = new LinkedList<Integer>();
    }
    
    public void push(int x) {
        a.offer(x);
        for (int i = 0; i < a.size() - 1; i++) {
            a.offer(a.poll());
        }
    }
    
    public int pop() {
        return a.poll();
    }
    
    public int top() {
        return a.peek();
    }
    
    public boolean empty() {
        return a.isEmpty();
    }
}

设计循环队列(中等)

622. 设计循环队列

使用数组实现

class MyCircularQueue {
    private int capacity;
    private int front, rear;
    private int[] elements;

    public MyCircularQueue(int k) {
        this.capacity = k + 1;
        this.front = this.rear = 0;
        this.elements = new int[k + 1];
    }
    
    public boolean enQueue(int value) {
        if (isFull()) return false;
        elements[rear] = value;
        rear = (rear + 1) % capacity;
        return true;
    }
    
    public boolean deQueue() {
        if (isEmpty()) return false;
        front = (front + 1) % capacity;
        return true;
    }
    
    public int Front() {
        return isEmpty() ? -1 : elements[front];
    }
    
    public int Rear() {
        return isEmpty() ? -1 : elements[(rear - 1 + capacity) % capacity];
    }
    
    public boolean isEmpty() {
        return rear == front;
    }
    
    public boolean isFull() {
        return (rear + 1) % capacity == front;
    }
}

使用链表实现

class MyCircularQueue {
    class ListNode {
        int val;
        ListNode next;
        ListNode(int val) {
            this.val = val;
        }
    }

    int capacity, size;
    ListNode head, tail;


    public MyCircularQueue(int k) {
        this.size = 0;
        this.capacity = k;
    }
    
    public boolean enQueue(int value) {
        if (isFull()) return false;
        ListNode node = new ListNode(value);
        if (isEmpty()) {
            head = tail = node;
        } else {
            tail.next = node;
            tail = node;
        }
        size++;
        return true;
    }
    
    public boolean deQueue() {
        if (isEmpty()) return false;
        ListNode node = head;
        head = head.next;
        node = null;
        size--;
        return true;
    }
    
    public int Front() {
        return isEmpty() ? -1 : head.val;
    }
    
    public int Rear() {
        return isEmpty() ? -1 : tail.val;
    }
    
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }
    
    public boolean isFull() {
        return size == capacity;
    }
}

设计循环双端队列(中等)

641. 设计循环双端队列

方法一:数组实现

class MyCircularDeque {
    private int capacity;
    private int front, rear;
    private int[] elements;

    public MyCircularDeque(int k) {
        this.capacity = k + 1;
        this.front = this.rear = 0;
        this.elements = new int[k + 1];
    }
    
    public boolean insertFront(int value) {
        if (isFull()) return false;
        front = (front - 1 + capacity) % capacity;
        elements[front] = value;
        return true;
    }
    
    public boolean insertLast(int value) {
        if (isFull()) return false;
        elements[rear] = value;
        rear = (rear + 1 + capacity) % capacity;
        return true;
    }
    
    public boolean deleteFront() {
        if (isEmpty()) return false;
        front = (front + 1) % capacity;
        return true;
    }
    
    public boolean deleteLast() {
        if (isEmpty()) return false;
        rear = (rear - 1 + capacity) % capacity;
        return true;
    }
    
    public int getFront() {
        return isEmpty() ? -1 : elements[front];
    }
    
    public int getRear() {
        return isEmpty() ? -1 : elements[(rear - 1 + capacity) % capacity];
    }
    
    public boolean isEmpty() {
        return front == rear;
    }
    
    public boolean isFull() {
        return (rear + 1) % capacity == front;
    }
}

方法二:链表实现

class MyCircularDeque {
    class DLinkedNode {
        int val;
        DLinkedNode prev;
        DLinkedNode next;
        DLinkedNode (int val) {
            this.val = val;
        }
    }

    private int size, capacity;
    private DLinkedNode dummyHead, dummyTail;

    public MyCircularDeque(int k) {
        this.size = 0;
        this.capacity = k;
        // 设置一个虚的头结点和尾节点
        this.dummyHead = new DLinkedNode(-1);
        this.dummyTail = new DLinkedNode(-1);
        this.dummyHead.next = this.dummyTail;
        this.dummyTail.prev = this.dummyHead;
    }
    
    public boolean insertFront(int value) {
        if (isFull()) return false;
        DLinkedNode node = new DLinkedNode(value);
        node.next = dummyHead.next;
        node.prev = dummyHead;
        dummyHead.next.prev = node;
        dummyHead.next = node;
        size++;
        return true;
    }
    
    public boolean insertLast(int value) {
        if (isFull()) return false;
        DLinkedNode node = new DLinkedNode(value);
        node.next = dummyTail;
        node.prev = dummyTail.prev;
        dummyTail.prev.next = node;
        dummyTail.prev = node;
        size++;
        return true;
    }
    
    public boolean deleteFront() {
        if (isEmpty()) return false;
        DLinkedNode node = dummyHead.next;
        node.next.prev = dummyHead;
        dummyHead.next = node.next;
        node = null;
        size--;
        return true;
    }
    
    public boolean deleteLast() {
        if (isEmpty()) return false;
        DLinkedNode node = dummyTail.prev;
        node.next.prev = node.prev;
        node.prev.next = node.next;
        node = null;
        size--;
        return true;
    }
    
    public int getFront() {
        return isEmpty() ? -1 : dummyHead.next.val;
    }
    
    public int getRear() {
        return isEmpty() ? -1 : dummyTail.prev.val;
    }
    
    public boolean isEmpty() {
        // return dummyHead.next == dummyTail;
        // return dummyTail.prev == dummyHead;
        return size == 0;
    }
    
    public boolean isFull() {
        return size == capacity;
    }
}

设计前中后队列(中等)

1670. 设计前中后队列文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-623880.html

class FrontMiddleBackQueue {
    // 保持  leftQueue.size() == rightQueue.size()
    //  or  leftQueue.size() + 1 == rightQueue.size()
    // 注意中位数是按进入数字流中的数字的先后顺序来看的(别搞反啦!!!)
    private LinkedList<Integer> leftQueue;
    private LinkedList<Integer> rightQueue;

    public FrontMiddleBackQueue() {
        leftQueue  = new LinkedList<Integer>();
        rightQueue = new LinkedList<Integer>();
    }
    
    public void pushFront(int val) {
        if (leftQueue.size() == rightQueue.size()) {
            rightQueue.offerFirst(val);
        } else {
            leftQueue.offerFirst(rightQueue.pollLast());
            rightQueue.offerFirst(val);
        }
    }
    
    public void pushMiddle(int val) {
        if (rightQueue.isEmpty()) {
            rightQueue.offerLast(val);
        } else if (leftQueue.size() == rightQueue.size()) {
            rightQueue.offerLast(val);
        } else {
            leftQueue.offerFirst(rightQueue.pollLast());
            rightQueue.offerLast(val);
        }
    }
    
    public void pushBack(int val) {
        leftQueue.offerLast(val);
        if (leftQueue.size() > rightQueue.size()) {
            rightQueue.offerLast(leftQueue.pollFirst());
        }
    }
    
    public int popFront() {
        if (rightQueue.isEmpty()) return -1;
        int val = rightQueue.pollFirst();
        if (leftQueue.size() > rightQueue.size()) {
            rightQueue.offerLast(leftQueue.pollFirst());
        }
        return val;
    }
    
    public int popMiddle() {
        if (rightQueue.isEmpty()) return -1;
        int val = rightQueue.pollLast();
        if (leftQueue.size() > rightQueue.size()) {
            rightQueue.offerLast(leftQueue.pollFirst());
        }
        return val;
    }
    
    public int popBack() {
        if (rightQueue.isEmpty()) return -1;
        if (leftQueue.size() < rightQueue.size()) {
            leftQueue.offerFirst(rightQueue.pollLast());
        }
        return leftQueue.pollLast();
    }
}

到了这里,关于【LeetCode】设计数据结构 | List、Stack、Queue、DLinkedList的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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