王道论坛机试指南学习笔记（二）数据结构

文章目录

1. 栈
- - 基本用法
- - 括号匹配
- - 四则运算器
2. 优先队列
- - 基本用法
- - 哈夫曼树
3. 二叉树
- - 数据结构
- - 前序遍历
- - 中序遍历
- - 后序遍历
- - 根据前中序生成二叉树
4. 二叉排序树
- - 插入
5. 列表List
- - 定义
- - 函数

1. 栈

- 基本用法

声明

//栈的元素类型必须是Object的子类
//如Integer, Boolean，不可以是int, boolean等
Stack<Integer> s = new Stack<>();

使用

s.push(x);
s.pop();
//获取栈顶元素，不出栈
x = s.peek();
boolean isEmpty = s.empty();
//获取靠近栈顶的值为x的元素下标
index = s.search(x);

- 括号匹配

思想
- 将左括号入栈
- 遇到右括号则将栈顶元素弹出，与左括号进行匹配

代码

public void match(String str){Stack<Integer> s = new Stack<>();char blank = ' ';char[] chlist = str.toCharArray();char[] result = new char[chlist.length];for (int i = 0; i < chlist.length; i++) {if (chlist[i]=='(') {s.push(i);result[i] = blank;}else if (chlist[i]==')'){if(s.empty()) result[i] = '?';else {s.pop();result[i] = blank;}}else result[i] = blank;}while (!s.empty()){result[s.peek()] = '$';s.pop();}System.out.println(s);System.out.println(str);System.out.println(result);
}

- 四则运算器

  public float Calculate(){int index = 0, count = 0;char ch = ' ';s_opt.push('#');for (int i = 0; i < expression.length; i++) {ch = expression[i];System.out.println("# 当前字符为"+ch);// 如果当前字符为运算符if(map.containsKey(ch)){String n = new String(expression, index, count);System.out.println("--运算符，前一个数字为"+n);s_num.push(Float.parseFloat(n));count = 0;index = i+1;if(s_opt.empty() || map.get(ch)>=map.get(s_opt.peek())){System.out.println("运算符优先级大");s_opt.push(ch);System.out.println("将运算符压栈，栈内算符："+s_opt+"栈内数字："+s_num);}// 如果当前运算符优先级较小，将栈内运算符取出，进行运算else{System.out.println("运算符优先级小");while (map.get(ch)<map.get(s_opt.peek())){System.out.println("栈内算符："+s_opt+"栈内数字："+s_num);char opt = s_opt.pop();float x = s_num.pop();float y = s_num.pop();switch (opt){case '*':s_num.push(x*y);System.out.println("执行乘法操作，当前栈内算符"+s_opt+"栈内数字："+s_num);break;case '/':s_num.push(y/x);System.out.println("执行除法操作，当前栈内算符"+s_opt+"栈内数字："+s_num);break;case'+':s_num.push(x+y);System.out.println("执行加法操作，当前栈内算符"+s_opt+"栈内数字："+s_num);break;case '-':s_num.push(y-x);System.out.println("执行减法操作，当前栈内算符"+s_opt+"栈内数字："+s_num);break;case '#':break;}}if(map.get(ch)>=map.get(s_opt.peek())){s_opt.push(ch);}}}else {System.out.println("--数字");count += 1;}}return s_num.peek();}

2. 优先队列

- 基本用法

定义

PriorityQueue<Integer> pQ = new PriorityQueue<>(3);

操作

pQ.add(1);
//poll和peek都是取优先队列的队首元素
//调用poll时将元素从队列中删除，peek只取值
int a = pQ.poll();
int b = pQ.peek();
int size = pQ.size();
pQ.remove(1);
boolean b = pQ.contains(1);
pQ.clear();
//将队列转换为数组
int[] arr = pQ.toArray();

- 哈夫曼树

public void calculateHuffman(){int[] arr = {1,2,2,5,9};int result = 0;PriorityQueue<Integer> priorityQueue = new PriorityQueue<>(3);for (int i = 0; i < 5; i++) {priorityQueue.add(arr[i]);}while (priorityQueue.size()>1){int a = priorityQueue.poll();int b = priorityQueue.poll();priorityQueue.add(a+b);result += a+b;}System.out.println(result);
}

3. 二叉树

- 数据结构

public class BinaryTree {private char value;private int val;public BinaryTree left;public BinaryTree right;public BinaryTree(int n){this.value = '#';this.val = n;this.left = null;this.right = null;}public BinaryTree(char v){this.value = v;this.val = 0;this.left = null;this.right = null;}
}

- 前序遍历

public static void preOrder(BinaryTree t){System.out.print(t.getValue());if(t.left!=null){preOrder(t.left);}if(t.right!=null){preOrder(t.right);}
}

- 中序遍历

public static void inOrder(BinaryTree t){if(t.left!=null){inOrder(t.left);}System.out.print(t.getValue());if(t.right!=null){inOrder(t.right);}
}

- 后序遍历

public static void postOrder(BinaryTree t){if(t.left!=null){postOrder(t.left);}if(t.right!=null){postOrder(t.right);}System.out.print(t.getValue());
}

- 根据前中序生成二叉树

public static boolean transPreAndIn2Post(char[] pre, char[] in){if(pre.length!=in.length) return false;BinaryTree root = buildTree(pre, 0, pre.length-1, in, 0, in.length-1);if(root!=null){System.out.println("post order:");postOrder(root);return true;}return false;
}private static BinaryTree buildTree(char[] pre, int l1, int r1, char[] in, int l2, int r2){BinaryTree bt = new BinaryTree(pre[l1]);int rootIndex = -1;for (int i = l2; i <= r2; i++) {if(in[i]==bt.getValue()){rootIndex = i;break;}}// 若左子树不为空if(rootIndex!=l2){bt.left = buildTree(pre, l1+1, l1+rootIndex-l2, in, l2, rootIndex-1);}// 若右子树不为空if(rootIndex!=r2){bt.right = buildTree(pre, l1+rootIndex-l2+1, r1, in, rootIndex+1, r2);}return bt;
}

4. 二叉排序树

- 插入

public static BinaryTree insertIntoBST(BinaryTree t, char ch){if(t == null){t = new BinaryTree(ch);}else if(t.getValue()>ch){t.left = insertIntoBST(t.left, ch);}else if(t.getValue()<ch){t.right = insertIntoBST(t.right, ch);}return t;}

5. 列表List

- 定义

//左侧必须声明数据类型，右侧可省略
List<String> list = new ArrayList<>();

- 函数

list.add("hello");
//获取下标为1的元素
list.get(1);
int size = list.size();
boolean b = list.contains("hello");
list.remove("hello");
//获取值为"hello"的元素下标
int index = list.indexOf("hello");
//截取下标0~2的子列表
List<String> list2 = list.subList(0, 2);

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- 前序遍历

- 中序遍历

- 后序遍历

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- 插入

5. 列表List

- 定义

- 函数

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