Princeton-Algorithm-Stack & Queue

该文章为Princeton-Algorithms Part I读书笔记,相关视频在此。

1. 三个概念Client,Implementation,Interface

Client, Implementation & Interface

Client : 是一些程序(或应用),它们使用了在接口中定义的那些操作。
Implementation:是一些代码。它们真正对对接口进行实现。
Interface:是一种描述。描述了该接口应该包含的数据以及操作。

2. Stack

2.1 API接口

Stack API

2.2 LinkedList实现

  • 思想

维持一个始终指向first node的指针

  • pop()
pop
  • push(e)
push
  • 性能:各个操作的用时是O(1)

2.3 Array实现

  • 思想

在array的最后push,也在array的最后pop

  • 实现
stack的array实现
  • 缺陷


    stack的array实现的缺陷

underflow & overflow:array的IndexOutOfBound
->解决办法:resize array
Loitering: 当pop一个对象时,实际上我们只是将指针N前移,而对象并没有正真地在array中"被pop掉",还被array的指针所指。
->解决办法: 将array的对应指针设为null,因此那个无用的对象可以被garbage collector回收。

  • Resizing

    • 递增扩容
      效率低,耗时O(N^2),单次O(N)


      递增扩容
    • 加倍扩容 Doubling Resize
      效率高,耗时O(N),平均单次耗时仅为O(1)


      加倍扩容
    • 减半减容 Halfling Resize

      • 方法1:当one-half full时减半。效率低,平均单次耗时O(N)。
      • 方法2:当one-quarter full时才减半。更有效率,平均单次O(1)。
  • Stack的array实现的性能 ->平均O(1)


    Stack的array实现的性能

2.4 LinkedList实现与Array实现对比

对比

LinkedList:每次操作的最坏O(1)。但是也要花额外的时间和空间维护LinkedList。
Resizing-Array:操作平均下来才O(1)。但是对一系列的操作来说,总体的耗时确可以更低。

3. Queue

3.1 API接口

queue API

3.2 LinkedList实现

  • 思路

维护两个指针,一个first,另一个last

  • dequeue()


    dequeue
  • enqueue(e)


    enqueue
  • 完整代码


    完整代码

3.3 Resizing-Array 实现

resizing array实现

4. Iteration

4.1 Iterator

Iterator

4.2 Stack Iterator LinkedList 实现

Stack Iterator LinkedList 实现

4.3 Stack Iterator Array 实现

Stack Iterator Array 实现

4. Bag

Adding items to a collection and iterating (when order doesn't matter).

4.1 API接口

Bag API

5. Stack 和 Queue的应用

5.1 算术表达式评估Arithmetic expression evaluation

  • 算法:Dijkstra's two-stack algorithm

  • 思路:

    • 维持两个stack,一个value,一个operator
    • 遇到左括号:忽略
    • 遇到右括号:pop出两个values以及一个operator,再将结果push进value stack


      Dijkstra's two-stack algorithm
  • 代码


    代码
  • 正确性
    算法总能够先算出由两个左右括号包围的两个数值运算后的值


    正确性
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,372评论 6 498
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,368评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 162,415评论 0 353
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,157评论 1 292
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,171评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,125评论 1 297
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,028评论 3 417
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,887评论 0 274
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,310评论 1 310
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,533评论 2 332
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,690评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,411评论 5 343
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,004评论 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,659评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,812评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,693评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,577评论 2 353

推荐阅读更多精彩内容

  • 背景 一年多以前我在知乎上答了有关LeetCode的问题, 分享了一些自己做题目的经验。 张土汪:刷leetcod...
    土汪阅读 12,743评论 0 33
  • Android 自定义View的各种姿势1 Activity的显示之ViewRootImpl详解 Activity...
    passiontim阅读 172,070评论 25 707
  • 1 橙子失恋了。 橙子依旧吃饭上课,看上去作息跟正常人没什么两样,但是她近段时间点的饭从来都是扒拉两口就不吃了,感...
    希文啊阅读 168评论 0 2
  • 文|嘎嘎 公众号|嘎嘎姑娘 ❀ 《初恋这件小事》这部电影讲了一个很简单的故事:小水,一个普通的女孩,学业普...
    是嘎嘎啊阅读 418评论 0 2