LeetCode刷題 --雜篇 --數組，鏈表，棧，隊列

時間 2020-02-05

標籤 leetcode 數組鏈表隊列简体版

原文原文鏈接

　　武漢加油，中國加油。但願疫情早日結束。面試

　　因爲疫情，二狗寒假在家不能處處亂逛，索性就在家裏系統的刷一下算法的內容，一段時間下來倒也有些小小的收穫。只是一來家中的小破筆記本寫起博客來實在不是很順手，二來家中吃喝玩樂的誘惑也很多了，就連着幾天沒有更新，慚愧慚愧。看來2020年仍是要增強本身計劃的執行能力。算法

　　每一個人都有適合本身的學習方式。雖然也挺喜歡看書，但對我來講，在學習新內容，不熟悉的內容的時候單純的啃課本仍是有些事倍功半，尤爲是像算法這種這麼容易看得一臉懵逼的內容。大名鼎鼎的《算法導論》買回來了挺長時間了，只看了感興趣的幾章，而且在看得時候常常懷疑本身，我是否是腦子不行啊，要不轉行算了（苦笑）。基於以前學習數據庫的經驗，趁着寒假整了個算法的音頻課程聽了一下，感受還不錯，恩，看來我比較適合這種方式吧。之後再要學習什麼新東西的時候記得提醒本身，先選對了學習的方式哈。數據庫

　　女友問我，算法是什麼，學這個有啥用? 其實以前我也沒有想明白，最開始從leetcode刷題目的很簡單，多長點見識，萬一面試用上了呢。因此女友這麼問的時候我就隨口一胡扯：武功知道吧，以前的實戰經驗算是身法，這玩意兒（算法）是心法。如今對這個抖機靈的回答還有點小驕傲，我還挺機智的呀。可不是嘛，各類常見的數據結構，常見的算法，各大高級語言都幫咱們實現好了，你們平常「CRUD」哪裏用得上這些啊？但其實也不對，好比兩種數據結構均可以作的時候，哪一種更合適呢？若是想效率更高呢？若是必需要在限制的空間內完成呢？或者接地氣一點：和同事關於內容battle的時候，怎麼優雅地說服他呢？數組

來點乾貨:安全

　　反正博客寫給本身看，記錄一下這兩天筆記中讓我有耳目一新的感受的內容吧。數據結構

　　數組：函數

數組是一種線性表數據結構。它用一組連續的內存空間，存儲一組具備相同類型的數據，最大的特色是支持隨機訪問。
根據下標來隨機訪問數組中的元素，因此數組這種結構的」查找「其實很高效。
又由於它是連續存儲的，因此相對來講，」插入「和」刪除「這兩個操做會比較低效。由於這兩個操做頗有可能使得數組內大量元素從新移動位置。
由於是連續的內存空間，因此若是內存中剩下一個40m的內存塊，一個60m的內存塊，實際上是沒法申請一個80m大小的數組的。可是鏈表能夠。

　　鏈表：性能

與數組相反，鏈表不須要連續的內存，它經過」指針「來將一組零散的內存塊串起來使用。因此上面數組中的那種狀況，鏈表是能夠完成的。
相對數組來講，鏈表的」插入「和」刪除「會高效不少，畢竟只要改變相關聯的指針的指向便可。

　　這兩種數據結構實在是太基礎了，基礎到基本不會用到。拿二狗子來講，若是有相似的東西須要實現的話我會怎麼作呢，我會申請一個List出來，剩下的都交給List去作了。但看看上面兩中數據結構的比較，其實差異仍是挺大的。而關於List，寫這篇博客的時候我又去微軟官方文檔瞅了一眼：學習

List<T>類是 ArrayList<T>類的泛型等效項。它經過使用大小根據須要動態增長的數組來實現IList<T>泛型接口。
在決定是使用List<T> 仍是 ArrayList類（二者都具備相似的功能）時，請記住List<T> 類在大多數狀況下性能更佳而且是類型安全的。若是引用類型用於 List<T>類的類型 T，則這兩個類的行爲是相同的。可是，若是將值類型用於類型 T，則須要考慮實現和裝箱問題。spa
若是值類型用於類型 T，則編譯器將爲該值類型專門生成 List<T>類的實現。這意味着，在使用元素以前，不須要對 List<T>對象的 list 元素進行裝箱，在建立了大約500個列表元素後，不會對其進行裝箱的內存列表元素大於用於生成類實現的內存。

　　看來，List應該是用數組來實現的，而且.net有一些特殊的處理使得這傢伙既安全，又高效。至於第三條，看來若是要存儲的是值類型的數據，而且數據量較多的狀況下仍是使用List比較高效。另外微軟也是建議你們儘可能使用List而不是本身手動實現，緣由以下：

　　使用 List<T> 類的特定於類型的實現，而不是使用 ArrayList類或自行編寫強類型包裝集合，這一點很是有利。緣由在於，你的實現必須執行 .NET Framework 的操做，而且公共語言運行時能夠共享你的實現不能的 Microsoft 中間語言代碼和元數據。

　　棧

　　後進者先出，先進者後出，是一種」操做受限「的線性表。

　　隊列

　　先入隊列的先出隊列，後入的後出。一樣，隊列也是一種」操做受限「的線性表。

　　這兩種數據機構也很常見，新的發現是在作練習時遇到了這樣一道題，怎麼用棧來實現一個隊列，題目不難，可是挺有趣的。貼一下題目與筆者的作法，題目來源於Leetcode。

232. 使用棧實現隊列的下列操做：

push(x) -- 將一個元素放入隊列的尾部。
pop() -- 從隊列首部移除元素。
peek() -- 返回隊列首部的元素。
empty() -- 返回隊列是否爲空。
示例:

MyQueue queue = new MyQueue();

queue.push(1);
queue.push(2);
queue.peek(); // 返回 1
queue.pop(); // 返回 1
queue.empty(); // 返回 false
說明:

你只能使用標準的棧操做 -- 也就是隻有 push to top, peek/pop from top, size, 和 is empty 操做是合法的。
你所使用的語言也許不支持棧。你可使用 list 或者 deque（雙端隊列）來模擬一個棧，只要是標準的棧操做便可。
假設全部操做都是有效的（例如，一個空的隊列不會調用 pop 或者 peek 操做）。

 1     public class MyQueue
 2     {
 3         private Stack<int> stack1;
 4         private Stack<int> stack2;
 5 
 6         /** Initialize your data structure here. */
 7         public MyQueue()
 8         {
 9             stack1 = new Stack<int>();
10             stack2 = new Stack<int>();
11         }
12 
13         /** Push element x to the back of queue. */
14         public void Push(int x)
15         {
16             if(stack1.Count > 0 ||(stack1.Count == 0 && stack2.Count == 0))
17             {
18                 stack1.Push(x);
19             }
20             else
21             {
22                 while(stack2.Count > 0)
23                 {
24                     stack1.Push(stack2.Pop());
25                 }
26 
27                 stack1.Push(x);
28             }
29         }
30 
31         /** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
32         public int Pop()
33         {
34             if (stack1.Count > 0)
35             {
36                 while (stack1.Count > 0)
37                 {
38                     stack2.Push(stack1.Pop());
39                 }
40             }
41 
42             return stack2.Pop();
43         }
44 
45         /** Get the front element. */
46         public int Peek()
47         {
48             if (stack1.Count > 0)
49             {
50                 while (stack1.Count > 0)
51                 {
52                     stack2.Push(stack1.Pop());
53                 }
54             }
55 
56             return stack2.Peek();
57         }
58 
59         /** Returns whether the queue is empty. */
60         public bool Empty()
61         {
62             return (stack1.Count == 0 && stack2.Count == 0);
63         }
64     }

　　上面的作法還行，思路是利用兩個棧來進行實現。而想到這個方法時實際上是有點小開心的，有點靈機一動的快感，哈哈。隊列中的入隊操做會將一個元素添加到隊列中去，而這個隊列會在當前隊列中全部元素都出隊以後纔會被訪問到。而棧呢，若是不向棧中添加新的元素，那麼下一次出棧操做就會把這個元素給pop出來。所以很容易聯想到用兩個棧來實現，當須要出隊列的時候，咱們就把棧中的元素依次pop，並push到另外一個棧中，這樣最早進入棧中的元素反而就到了棧頂。剩下的就和隊列很相似了。

　　其實算法的學習中還有不少」相似「的狀況，但前提是你要了解兩種不一樣數據結構的特色與做用。優點是什麼，劣勢是什麼。而數據結構與算法也不是孤立的，好比你們都瞭解的各類排序，如插入排序，冒泡排序，快速排序等等都不是單一孤立使用的。好比各大高級語言的集合類通常都會提供排序方法，做爲碼農咱們直接拿來主義就可使用了。但其實它們內部是會根據不一樣的數據量啊，大小等進行不一樣的處理，調用不一樣的算法來進行實現的。這些其實也都挺有意思的。

附加一道題目:

　　這道題其實感受有些相似與腦筋急轉彎，啓發是有時候多是咱們沒有按照計算機的方式去思考，反而複雜化了。反正筆者看這道題的解法和歡樂多的網友相似----原來我是個傻子，哈哈。Leetcode第6題：

將一個給定字符串根據給定的行數，以從上往下、從左到右進行 Z 字形排列。

好比輸入字符串爲 "LEETCODEISHIRING" 行數爲 3 時，排列以下：

L C I R
E T O E S I I G
E D H N
以後，你的輸出須要從左往右逐行讀取，產生出一個新的字符串，好比："LCIRETOESIIGEDHN"。

請你實現這個將字符串進行指定行數變換的函數：

string convert(string s, int numRows);
示例 1:

輸入: s = "LEETCODEISHIRING", numRows = 3
輸出: "LCIRETOESIIGEDHN"
示例 2:

輸入: s = "LEETCODEISHIRING", numRows = 4
輸出: "LDREOEIIECIHNTSG"
解釋:

L D R
E O E I I
E C I H N
T S G

public class Solution {
        public string Convert(string s, int numRows)
        {
            if(numRows == 1)
            {
                return s;
            }

            var charArray = s.ToCharArray();

            string[] resultList = new string[Math.Min(charArray.Length, numRows)];

            int currentRow = 0;
            bool goDown = false;

            for (int i = 0; i < charArray.Length; i++)
            {
                resultList[currentRow] = resultList[currentRow] + charArray[i];

                if (currentRow == 0 || currentRow == numRows - 1)
                {
                    goDown = !goDown;
                }

                currentRow = goDown ? currentRow + 1 : currentRow - 1;
            }

            string result = string.Empty;

            for (int i = 0; i < resultList.Length; i++)
            {
                result += resultList[i];
            }

            return result;
        }
}