数据结构与算法：链表，队列，栈，递归，有序表

反转单链表，双链表

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class ReverseList {public static class Node{public int value;public Node next;public Node(int data){value = data;}}public static class DoubleNode{public int value;public DoubleNode last;public DoubleNode next;public DoubleNode(int data){value = data;}}// 利用双指针，反转单链表// head   a - > b - > c - > d - > e - > nullpublic static Node reverseLinkedList(Node head){Node pre = null;Node next = null;while(null != head){next = head.next;head.next = pre;pre = head;head = next;}return pre;}// 反转双向链表public static DoubleNode reverseDoubleList(DoubleNode head){DoubleNode pre = null;DoubleNode next = null;while(head != null){next = head.next;head.next = pre;head.last = next;pre = head;head = next;}return pre;}public static Node testReverseLinkedList(Node head){if(null == head){return null;}ArrayList<Node> list = new ArrayList<>();while(head != null){list.add(head);head = head.next;}list.get(0).next = null;int N = list.size();for (int i = 1; i < N; i++) {list.get(i).next = list.get(i-1);}return list.get(N-1);}public static Node generateRandomLinkedList(int len, int value){int size = (int)(Math.random() * (len+1));if(size == 0){return null;}size--;Node head = new Node((int)(Math.random())*(value+1));Node pre = head;while(size != 0){Node cur = new Node((int)(Math.random())*(value+1));pre.next = cur;pre = cur;size--;}return head;}public static List<Integer> getLinkedListOriginOrder(Node head){List<Integer> ans = new ArrayList<>();while(head != null){ans.add(head.value);head = head.next;}return ans;}public static boolean checkLinkedListReverse(List<Integer> origin, Node head){for (int i = origin.size()-1; i >= 0 ; i--) {if(!origin.get(i).equals(head.value)){return false;}head = head.next;}return true;}public static void main(String[] args) {int len = 50;int value = 100;int testTime = 100000;System.out.println("test Begin!!");for (int i = 0; i < testTime; i++) {Node node1 = generateRandomLinkedList(len,value);List<Integer> list1 = getLinkedListOriginOrder(node1);node1 = reverseLinkedList(node1);if(!checkLinkedListReverse(list1,node1)){System.out.println("Oops1!");}}System.out.println("test end!!");}// 删除链表中值等于num的节点public static Node removeValue(Node head, int num){while(null != head){// 来到第一个不需要删的位置if(head.value != num){break;}head = head.next;}Node pre = head;Node cur = head;while(cur != null){if(cur.value == num){pre.next = cur.next;}else{pre = cur;}cur = cur.next;}return head;}
}

队列和栈是逻辑上的概念

数组和链表都能实现队列和栈。

双端链表实现队列

public class DoubleEndsQueueToStackAndQueue {public static class Node<T>{public T value;public Node<T> last;public Node<T> next;public Node(T data){value = data;}}// 双端队列public static class DoubleEndsQueue<T>{public Node<T> head; // 头指针public Node<T> tail; // 尾指针// 从头部加public void addFromHead(T value){Node<T> cur = new Node(value);if(head == null){head = cur;tail = cur;}else{head.last = cur;cur.next = head;head = cur;}}// 从尾部加public void addFromBottom(T value){Node<T> cur = new Node(value);if(tail == null){head = cur;tail = cur;}else{tail.next = cur;cur.last = tail;tail = cur;}}// 从头部弹出来public T popFromHead(){if(head == null){return null;}Node<T> cur = head;if(head == tail){tail = null;head = null;}else{head = head.next;cur.next = null;head.last = null;}return cur.value;}// 从尾部弹出来public T popFromTail(){if(head == null){return null;}Node<T> cur = tail;if(head == tail){tail = null;head = null;}else{tail = tail.last;tail.next = null;cur.last = null;}return cur.value;}}public static void main(String[] args) {}
}

数组实现队列

public class RingArray {public static class MyQueue{private int[] arr;private int pushi;private int polli;private int size;        // 已加入到队列中的个数private final int limit; // 队列最多能装多少个public MyQueue(int limit){arr = new int[limit];pushi = 0;polli = 0;size = 0;this.limit = limit;}public void push(int value){if(size == limit){throw new RuntimeException("栈满了,不能再加了");}size++;arr[pushi] = value;pushi = nextIndex(pushi);}public int pop(int value){if(size == 0){throw new RuntimeException("栈空了,不能再拿了");}size--;int cur = arr[polli];polli = nextIndex(polli);return cur;}public boolean isEmpty(){return size == 0 ? true : false;}// 如果现在的下标值是i，返回下一个位置public int nextIndex(int i){// 如果没到底，位置就加1。 如果位置到底，就返回0return i < limit - 1 ? i+1 : 0;}}
}

实现一个特殊的栈，在实现基本功能的基础上，再实现返回栈中最小元素的功能

pop，push，getMin操作的时间复杂度都是O(1)
设计的栈类型可以使用现成的栈结构

题目: 如何用栈结构实现队列结构

import java.util.Stack;public class TwoStacksImplementQueue {public static class TwoStacksQueue{public Stack<Integer> stackPush;public Stack<Integer> stackPop;public TwoStacksQueue(){stackPush = new Stack<Integer>();stackPop = new Stack<Integer>();}//  从push栈往pop栈倒入数据private void pushToPop(){if(stackPop.empty()) { // 只有pop栈不为空while (!stackPush.isEmpty()) {stackPop.push(stackPush.pop());}}}public void add(int pushInt){stackPush.push(pushInt);pushToPop();}public int poll(){if(stackPush.empty() && stackPop.empty()){throw new RuntimeException("Queue is empty");}pushToPop();return stackPop.pop();}public int peek(){if(stackPush.isEmpty() && stackPop.isEmpty()){throw new RuntimeException("Queue is empty");}pushToPop();return stackPop.peek();}}public static void main(String[] args) {}
}

题目: 如何用队列结构实现栈结构

package datastructure.trainingcamp.Code03;import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;public class TwoQueueImplementStack {public static class TwoQueueStack<T>{public Queue<T> queue;public Queue<T> help;public TwoQueueStack(){queue = new LinkedList<>();help = new LinkedList<>();}public void push(T value){queue.offer(value);}public T poll(){while(queue.size() > 1){help.offer(queue.poll());}T ans = queue.poll();Queue<T> tmp = queue;queue = help;help = tmp;return ans;}public T peek(){while(queue.size() > 1){help.offer(queue.poll());}T ans = queue.poll();help.offer(ans);Queue<T> tmp = queue;queue = help;help = tmp;return ans;}}public static void main(String[] args) {}
}

任何递归都可以改成非递归

红黑树，avl，sb树，跳表都能实现有序表。

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