Merge branch 'master' into master
23
README.md
@ -39,29 +39,30 @@
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- 代码导向,提供精简、可运行的算法代码;
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- 讨论学习,提问一般能在三日内得到回复;
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如果感觉本书对你有所帮助,请点个 Star :star: 支持一下,谢谢!
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## 推荐语
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> “一本通俗易懂的数据结构与算法入门书,引导读者手脑并用地学习,强烈推荐算法初学者阅读。”
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> **—— 邓俊辉,清华大学计算机系教授**
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## 贡献
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我们正在加速更新本书,期待您来[一起参与创作](https://www.hello-algo.com/chapter_preface/contribution/),以帮助其他读者获取更优质的学习内容:
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- 如果发现笔误、无效链接、内容缺失、文字歧义、解释不清晰等问题,烦请您帮忙修正;
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- 欢迎您通过提交 Pull Request 来增添新内容,包括重写章节、新增章节、翻译代码至不同语言等;
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- [代码翻译](https://github.com/krahets/hello-algo/issues/15) C++, Python, Go, JavaScript, TypeScript 正在进行中,期望您前来挑大梁;
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- 欢迎您通过提交 Pull Request 来增添新内容,包括重写章节、新增章节等;
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> 有任何问题请与我联系 WeChat: krahets-jyd
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如果感觉本书对你有所帮助,请点个 Star :star: 支持一下,谢谢!
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## 致谢
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感谢本开源书的每一位撰稿人,是他们的无私奉献让这本书变得更好,他们是:
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<a href="https://github.com/krahets/hello-algo/graphs/contributors">
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<img src="https://contrib.rocks/image?repo=krahets/hello-algo" />
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</a>
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## To-Dos
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- [x] [代码翻译](https://github.com/krahets/hello-algo/issues/15):Java, C++, Python, Go, JavaScript 正在进行中,其他语言请求大佬挑大梁
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- [ ] 数据结构:散列表、堆(优先队列)、图
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- [ ] 算法:搜索与回溯、选择 / 堆排序、动态规划、贪心、分治
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## License
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The texts, codes, images, photos, and videos in this repository are licensed under [CC BY-NC-SA-4.0](https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/).
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43
codes/go/chapter_searching/binary_search.go
Normal file
@ -0,0 +1,43 @@
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||||
// File: binary_search.go
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// Created Time: 2022-12-05
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// Author: Slone123c (274325721@qq.com)
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package chapter_searching
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/* 二分查找(双闭区间) */
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func binarySearch(nums []int, target int) int {
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||||
// 初始化双闭区间 [0, n-1] ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素
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||||
i, j := 0, len(nums)-1
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||||
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i > j 时为空)
|
||||
for i <= j {
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||||
m := (i + j) / 2 // 计算中点索引 m
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||||
if nums[m] < target { // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j] 中
|
||||
i = m + 1
|
||||
} else if nums[m] > target { // 此情况说明 target 在区间 [i, m-1] 中
|
||||
j = m - 1
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||||
} else { // 找到目标元素,返回其索引
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||||
return m
|
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}
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}
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||||
// 未找到目标元素,返回 -1
|
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return -1
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}
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||||
/* 二分查找(左闭右开) */
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||||
func binarySearch1(nums []int, target int) int {
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||||
// 初始化左闭右开 [0, n) ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素+1
|
||||
i, j := 0, len(nums)
|
||||
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i = j 时为空)
|
||||
for i < j {
|
||||
m := (i + j) / 2 // 计算中点索引 m
|
||||
if nums[m] < target { // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j) 中
|
||||
i = m + 1
|
||||
} else if nums[m] > target { // 此情况说明 target 在区间 [i, m) 中
|
||||
j = m
|
||||
} else { // 找到目标元素,返回其索引
|
||||
return m
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// 未找到目标元素,返回 -1
|
||||
return -1
|
||||
}
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24
codes/go/chapter_searching/binary_search_test.go
Normal file
@ -0,0 +1,24 @@
|
||||
// File: binary_search_test.go
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||||
// Created Time: 2022-12-05
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||||
// Author: Slone123c (274325721@qq.com)
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||||
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||||
package chapter_searching
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||||
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||||
import (
|
||||
"fmt"
|
||||
"testing"
|
||||
)
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||||
func TestBinarySearch(t *testing.T) {
|
||||
var (
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||||
target = 3
|
||||
nums = []int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}
|
||||
expected = 2
|
||||
)
|
||||
// 在数组中执行二分查找
|
||||
actual := binarySearch(nums, target)
|
||||
fmt.Println("目标元素 3 的索引 =", actual)
|
||||
if actual != expected {
|
||||
t.Errorf("目标元素 3 的索引 = %d, 应该为 %d", actual, expected)
|
||||
}
|
||||
}
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38
codes/go/chapter_sorting/bubble_sort/bubble_sort.go
Normal file
@ -0,0 +1,38 @@
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||||
// File: bubble_sort.go
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||||
// Created Time: 2022-12-06
|
||||
// Author: Slone123c (274325721@qq.com)
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||||
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||||
package bubble_sort
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||||
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||||
/* 冒泡排序 */
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||||
func bubbleSort(nums []int) {
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||||
// 外循环:待排序元素数量为 n-1, n-2, ..., 1
|
||||
for i := len(nums) - 1; i > 0; i-- {
|
||||
// 内循环:冒泡操作
|
||||
for j := 0; j < i; j++ {
|
||||
if nums[j] > nums[j+1] {
|
||||
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
|
||||
nums[j], nums[j+1] = nums[j+1], nums[j]
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 冒泡排序(标志优化)*/
|
||||
func bubbleSortWithFlag(nums []int) {
|
||||
// 外循环:待排序元素数量为 n-1, n-2, ..., 1
|
||||
for i := len(nums) - 1; i > 0; i-- {
|
||||
flag := false // 初始化标志位
|
||||
// 内循环:冒泡操作
|
||||
for j := 0; j < i; j++ {
|
||||
if nums[j] > nums[j+1] {
|
||||
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
|
||||
nums[j], nums[j+1] = nums[j+1], nums[j]
|
||||
flag = true // 记录交换元素
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if flag == false { // 此轮冒泡未交换任何元素,直接跳出
|
||||
break
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
20
codes/go/chapter_sorting/bubble_sort/bubble_sort_test.go
Normal file
@ -0,0 +1,20 @@
|
||||
// File: bubble_sort_test.go
|
||||
// Created Time: 2022-12-06
|
||||
// Author: Slone123c (274325721@qq.com)
|
||||
|
||||
package bubble_sort
|
||||
|
||||
import (
|
||||
"fmt"
|
||||
"testing"
|
||||
)
|
||||
|
||||
func TestBubbleSort(t *testing.T) {
|
||||
nums := []int{4, 1, 3, 1, 5, 2}
|
||||
bubbleSort(nums)
|
||||
fmt.Println("冒泡排序完成后 nums = ", nums)
|
||||
|
||||
nums1 := []int{4, 1, 3, 1, 5, 2}
|
||||
bubbleSortWithFlag(nums1)
|
||||
fmt.Println("冒泡排序完成后 nums1 = ", nums)
|
||||
}
|
@ -22,15 +22,15 @@ class ArrayHashMap {
|
||||
private List<Entry> bucket;
|
||||
public ArrayHashMap() {
|
||||
// 初始化一个长度为 10 的桶(数组)
|
||||
bucket = new ArrayList<>(10);
|
||||
for (int i = 0; i < 10; i++) {
|
||||
bucket = new ArrayList<>();
|
||||
for (int i = 0; i < 100; i++) {
|
||||
bucket.add(null);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 哈希函数 */
|
||||
private int hashFunc(int key) {
|
||||
int index = key % 10000;
|
||||
int index = key % 100;
|
||||
return index;
|
||||
}
|
||||
|
||||
@ -102,23 +102,23 @@ public class array_hash_map {
|
||||
|
||||
/* 添加操作 */
|
||||
// 在哈希表中添加键值对 (key, value)
|
||||
map.put(10001, "小哈");
|
||||
map.put(10002, "小啰");
|
||||
map.put(10003, "小算");
|
||||
map.put(10004, "小法");
|
||||
map.put(10005, "小哇");
|
||||
map.put(12836, "小哈");
|
||||
map.put(15937, "小啰");
|
||||
map.put(16750, "小算");
|
||||
map.put(13276, "小法");
|
||||
map.put(10583, "小鸭");
|
||||
System.out.println("\n添加完成后,哈希表为\nKey -> Value");
|
||||
map.print();
|
||||
|
||||
/* 查询操作 */
|
||||
// 向哈希表输入键 key ,得到值 value
|
||||
String name = map.get(10002);
|
||||
System.out.println("\n输入学号 10002 ,查询到姓名 " + name);
|
||||
String name = map.get(15937);
|
||||
System.out.println("\n输入学号 15937 ,查询到姓名 " + name);
|
||||
|
||||
/* 删除操作 */
|
||||
// 在哈希表中删除键值对 (key, value)
|
||||
map.remove(10005);
|
||||
System.out.println("\n删除 10005 后,哈希表为\nKey -> Value");
|
||||
map.remove(10583);
|
||||
System.out.println("\n删除 10583 后,哈希表为\nKey -> Value");
|
||||
map.print();
|
||||
|
||||
/* 遍历哈希表 */
|
||||
|
@ -15,23 +15,23 @@ public class hash_map {
|
||||
|
||||
/* 添加操作 */
|
||||
// 在哈希表中添加键值对 (key, value)
|
||||
map.put(10001, "小哈");
|
||||
map.put(10002, "小啰");
|
||||
map.put(10003, "小算");
|
||||
map.put(10004, "小法");
|
||||
map.put(10005, "小哇");
|
||||
map.put(12836, "小哈");
|
||||
map.put(15937, "小啰");
|
||||
map.put(16750, "小算");
|
||||
map.put(13276, "小法");
|
||||
map.put(10583, "小鸭");
|
||||
System.out.println("\n添加完成后,哈希表为\nKey -> Value");
|
||||
PrintUtil.printHashMap(map);
|
||||
|
||||
/* 查询操作 */
|
||||
// 向哈希表输入键 key ,得到值 value
|
||||
String name = map.get(10002);
|
||||
System.out.println("\n输入学号 10002 ,查询到姓名 " + name);
|
||||
String name = map.get(15937);
|
||||
System.out.println("\n输入学号 15937 ,查询到姓名 " + name);
|
||||
|
||||
/* 删除操作 */
|
||||
// 在哈希表中删除键值对 (key, value)
|
||||
map.remove(10005);
|
||||
System.out.println("\n删除 10005 后,哈希表为\nKey -> Value");
|
||||
map.remove(10583);
|
||||
System.out.println("\n删除 10583 后,哈希表为\nKey -> Value");
|
||||
PrintUtil.printHashMap(map);
|
||||
|
||||
/* 遍历哈希表 */
|
||||
|
218
codes/java/chapter_tree/avl_tree.java
Normal file
@ -0,0 +1,218 @@
|
||||
/*
|
||||
* File: avl_tree.java
|
||||
* Created Time: 2022-12-10
|
||||
* Author: Krahets (krahets@163.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_tree;
|
||||
|
||||
import include.*;
|
||||
|
||||
// Tree class
|
||||
class AVLTree {
|
||||
TreeNode root; // 根节点
|
||||
|
||||
/* 获取结点高度 */
|
||||
public int height(TreeNode node) {
|
||||
// 空结点高度为 -1 ,叶结点高度为 0
|
||||
return node == null ? -1 : node.height;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 更新结点高度 */
|
||||
private void updateHeight(TreeNode node) {
|
||||
node.height = Math.max(height(node.left), height(node.right)) + 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 获取平衡因子 */
|
||||
public int balanceFactor(TreeNode node) {
|
||||
if (node == null)
|
||||
return 0;
|
||||
return height(node.left) - height(node.right);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 右旋操作 */
|
||||
private TreeNode rightRotate(TreeNode node) {
|
||||
TreeNode child = node.left;
|
||||
TreeNode grandChild = child.right;
|
||||
child.right = node;
|
||||
node.left = grandChild;
|
||||
updateHeight(node);
|
||||
updateHeight(child);
|
||||
return child;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 左旋操作 */
|
||||
private TreeNode leftRotate(TreeNode node) {
|
||||
TreeNode child = node.right;
|
||||
TreeNode grandChild = child.left;
|
||||
child.left = node;
|
||||
node.right = grandChild;
|
||||
updateHeight(node);
|
||||
updateHeight(child);
|
||||
return child;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 执行旋转操作,使该子树重新恢复平衡 */
|
||||
private TreeNode rotate(TreeNode node) {
|
||||
int balanceFactor = balanceFactor(node);
|
||||
// 根据失衡情况分为四种操作:右旋、左旋、先左后右、先右后左
|
||||
if (balanceFactor > 1) {
|
||||
if (balanceFactor(node.left) >= 0) {
|
||||
// 右旋
|
||||
return rightRotate(node);
|
||||
} else {
|
||||
// 先左旋后右旋
|
||||
node.left = leftRotate(node.left);
|
||||
return rightRotate(node);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (balanceFactor < -1) {
|
||||
if (balanceFactor(node.right) <= 0) {
|
||||
// 左旋
|
||||
return leftRotate(node);
|
||||
} else {
|
||||
// 先右旋后左旋
|
||||
node.right = rightRotate(node.right);
|
||||
return leftRotate(node);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return node;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 插入结点 */
|
||||
public TreeNode insert(int val) {
|
||||
root = insertHelper(root, val);
|
||||
return root;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 递归插入结点 */
|
||||
private TreeNode insertHelper(TreeNode node, int val) {
|
||||
// 1. 查找插入位置,并插入结点
|
||||
if (node == null)
|
||||
return new TreeNode(val);
|
||||
if (val < node.val)
|
||||
node.left = insertHelper(node.left, val);
|
||||
else if (val > node.val)
|
||||
node.right = insertHelper(node.right, val);
|
||||
else
|
||||
return node; // 重复结点则直接返回
|
||||
// 2. 更新结点高度
|
||||
updateHeight(node);
|
||||
// 3. 执行旋转操作,使该子树重新恢复平衡
|
||||
node = rotate(node);
|
||||
// 返回该子树的根节点
|
||||
return node;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 删除结点 */
|
||||
public TreeNode remove(int val) {
|
||||
root = removeHelper(root, val);
|
||||
return root;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 递归删除结点 */
|
||||
private TreeNode removeHelper(TreeNode node, int val) {
|
||||
// 1. 查找结点,并删除之
|
||||
if (node == null)
|
||||
return null;
|
||||
if (val < node.val)
|
||||
node.left = removeHelper(node.left, val);
|
||||
else if (val > node.val)
|
||||
node.right = removeHelper(node.right, val);
|
||||
else {
|
||||
if (node.left == null || node.right == null) {
|
||||
TreeNode child = node.left != null ? node.left : node.right;
|
||||
// 子结点数量 = 0 ,直接删除 node 并返回
|
||||
if (child == null)
|
||||
return null;
|
||||
// 子结点数量 = 1 ,直接删除 node
|
||||
else
|
||||
node = child;
|
||||
} else {
|
||||
// 子结点数量 = 2 ,则将中序遍历的下个结点删除,并用该结点替换当前结点
|
||||
TreeNode temp = minNode(node.right);
|
||||
node.right = removeHelper(node.right, temp.val);
|
||||
node.val = temp.val;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// 2. 更新结点高度
|
||||
updateHeight(node);
|
||||
// 3. 执行旋转操作,使该子树重新恢复平衡
|
||||
node = rotate(node);
|
||||
// 返回该子树的根节点
|
||||
return node;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 获取最小结点 */
|
||||
private TreeNode minNode(TreeNode node) {
|
||||
if (node == null) return node;
|
||||
// 循环访问左子结点,直到叶结点时为最小结点,跳出
|
||||
while (node.left != null) {
|
||||
node = node.left;
|
||||
}
|
||||
return node;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 查找结点 */
|
||||
public TreeNode search(int val) {
|
||||
TreeNode cur = root;
|
||||
// 循环查找,越过叶结点后跳出
|
||||
while (cur != null) {
|
||||
// 目标结点在 root 的右子树中
|
||||
if (cur.val < val) cur = cur.right;
|
||||
// 目标结点在 root 的左子树中
|
||||
else if (cur.val > val) cur = cur.left;
|
||||
// 找到目标结点,跳出循环
|
||||
else break;
|
||||
}
|
||||
// 返回目标结点
|
||||
return cur;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
public class avl_tree {
|
||||
static void testInsert(AVLTree tree, int val) {
|
||||
tree.insert(val);
|
||||
System.out.println("\n插入结点 " + val + " 后,AVL 树为");
|
||||
PrintUtil.printTree(tree.root);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void testRemove(AVLTree tree, int val) {
|
||||
tree.remove(val);
|
||||
System.out.println("\n删除结点 " + val + " 后,AVL 树为");
|
||||
PrintUtil.printTree(tree.root);
|
||||
}
|
||||
|
||||
public static void main(String[] args) {
|
||||
/* 初始化空 AVL 树 */
|
||||
AVLTree avlTree = new AVLTree();
|
||||
|
||||
/* 插入结点 */
|
||||
// 请关注插入结点后,AVL 树是如何保持平衡的
|
||||
testInsert(avlTree, 1);
|
||||
testInsert(avlTree, 2);
|
||||
testInsert(avlTree, 3);
|
||||
testInsert(avlTree, 4);
|
||||
testInsert(avlTree, 5);
|
||||
testInsert(avlTree, 8);
|
||||
testInsert(avlTree, 7);
|
||||
testInsert(avlTree, 9);
|
||||
testInsert(avlTree, 10);
|
||||
testInsert(avlTree, 6);
|
||||
|
||||
/* 插入重复结点 */
|
||||
testInsert(avlTree, 7);
|
||||
|
||||
/* 删除结点 */
|
||||
// 请关注删除结点后,AVL 树是如何保持平衡的
|
||||
testRemove(avlTree, 8); // 删除度为 0 的结点
|
||||
testRemove(avlTree, 5); // 删除度为 1 的结点
|
||||
testRemove(avlTree, 4); // 删除度为 2 的结点
|
||||
|
||||
/* 查询结点 */
|
||||
TreeNode node = avlTree.search(7);
|
||||
System.out.println("\n查找到的结点对象为 " + node + ",结点值 = " + node.val);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
8
codes/java/include/TreeNode.java
Executable file → Normal file
@ -12,10 +12,10 @@ import java.util.*;
|
||||
* Definition for a binary tree node.
|
||||
*/
|
||||
public class TreeNode {
|
||||
public int val;
|
||||
public int height;
|
||||
public TreeNode left;
|
||||
public TreeNode right;
|
||||
public int val; // 结点值
|
||||
public int height; // 结点高度
|
||||
public TreeNode left; // 左子结点引用
|
||||
public TreeNode right; // 右子结点引用
|
||||
|
||||
public TreeNode(int x) {
|
||||
val = x;
|
||||
|
84
codes/javascript/chapter_stack_and_queue/array_stack.js
Normal file
@ -0,0 +1,84 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: array_stack.js
|
||||
* Created Time: 2022-12-09
|
||||
* Author: S-N-O-R-L-A-X (snorlax.xu@outlook.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
|
||||
/* 基于数组实现的栈 */
|
||||
class ArrayStack {
|
||||
stack;
|
||||
constructor() {
|
||||
this.stack = [];
|
||||
}
|
||||
/* 获取栈的长度 */
|
||||
get size() {
|
||||
return this.stack.length;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 判断栈是否为空 */
|
||||
empty() {
|
||||
return this.stack.length === 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 入栈 */
|
||||
push(num) {
|
||||
this.stack.push(num);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 出栈 */
|
||||
pop() {
|
||||
return this.stack.pop();
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 访问栈顶元素 */
|
||||
top() {
|
||||
return this.stack[this.stack.length - 1];
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 访问索引 index 处元素 */
|
||||
get(index) {
|
||||
return this.stack[index];
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 返回 Array */
|
||||
toArray() {
|
||||
return this.stack;
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
|
||||
/* 初始化栈 */
|
||||
const stack = new ArrayStack();
|
||||
|
||||
/* 元素入栈 */
|
||||
stack.push(1);
|
||||
stack.push(3);
|
||||
stack.push(2);
|
||||
stack.push(5);
|
||||
stack.push(4);
|
||||
console.log("栈 stack = ");
|
||||
console.log(stack.toArray());
|
||||
|
||||
/* 访问栈顶元素 */
|
||||
const top = stack.top();
|
||||
console.log("栈顶元素 top = " + top);
|
||||
|
||||
/* 访问索引 index 处元素 */
|
||||
const num = stack.get(3);
|
||||
console.log("栈索引 3 处的元素为 num = " + num);
|
||||
|
||||
/* 元素出栈 */
|
||||
const pop = stack.pop();
|
||||
console.log("出栈元素 pop = " + pop + ",出栈后 stack = ");
|
||||
console.log(stack.toArray());
|
||||
|
||||
/* 获取栈的长度 */
|
||||
const size = stack.size;
|
||||
console.log("栈的长度 size = " + size);
|
||||
|
||||
/* 判断是否为空 */
|
||||
const empty = stack.empty();
|
||||
console.log("栈是否为空 = " + empty);
|
30
codes/javascript/chapter_stack_and_queue/queue.js
Normal file
@ -0,0 +1,30 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: queue.js
|
||||
* Created Time: 2022-12-05
|
||||
* Author: S-N-O-R-L-A-X (snorlax.xu@outlook.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
/* 初始化队列 */
|
||||
// JavaScript 没有内置的队列,可以把 Array 当作队列来使用
|
||||
// 注意:由于是数组,所以 shift() 的时间复杂度是 O(n)
|
||||
const queue = [];
|
||||
|
||||
/* 元素入队 */
|
||||
queue.push(1);
|
||||
queue.push(3);
|
||||
queue.push(2);
|
||||
queue.push(5);
|
||||
queue.push(4);
|
||||
|
||||
/* 访问队首元素 */
|
||||
const peek = queue[0];
|
||||
|
||||
/* 元素出队 */
|
||||
// O(n)
|
||||
const poll = queue.shift();
|
||||
|
||||
/* 获取队列的长度 */
|
||||
const size = queue.length;
|
||||
|
||||
/* 判断队列是否为空 */
|
||||
const empty = queue.length === 0;
|
@ -1,5 +1,5 @@
|
||||
'''
|
||||
File: que.py
|
||||
File: queue.py
|
||||
Created Time: 2022-11-29
|
||||
Author: Peng Chen (pengchzn@gmail.com)
|
||||
'''
|
||||
|
86
codes/typescript/chapter_stack_and_queue/array_stack.ts
Normal file
@ -0,0 +1,86 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: array_stack.ts
|
||||
* Created Time: 2022-12-08
|
||||
* Author: S-N-O-R-L-A-X (snorlax.xu@outlook.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
|
||||
/* 基于数组实现的栈 */
|
||||
class ArrayStack {
|
||||
private stack: number[];
|
||||
constructor() {
|
||||
this.stack = [];
|
||||
}
|
||||
/* 获取栈的长度 */
|
||||
get size(): number {
|
||||
return this.stack.length;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 判断栈是否为空 */
|
||||
empty(): boolean {
|
||||
return this.stack.length === 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 入栈 */
|
||||
push(num: number): void {
|
||||
this.stack.push(num);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 出栈 */
|
||||
pop(): number | undefined {
|
||||
return this.stack.pop();
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 访问栈顶元素 */
|
||||
top(): number | undefined {
|
||||
return this.stack[this.stack.length - 1];
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 访问索引 index 处元素 */
|
||||
get(index: number): number | undefined {
|
||||
return this.stack[index];
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 返回 Array */
|
||||
toArray() {
|
||||
return this.stack;
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
|
||||
/* 初始化栈 */
|
||||
const stack = new ArrayStack();
|
||||
|
||||
/* 元素入栈 */
|
||||
stack.push(1);
|
||||
stack.push(3);
|
||||
stack.push(2);
|
||||
stack.push(5);
|
||||
stack.push(4);
|
||||
console.log("栈 stack = ");
|
||||
console.log(stack.toArray());
|
||||
|
||||
/* 访问栈顶元素 */
|
||||
const top = stack.top();
|
||||
console.log("栈顶元素 top = " + top);
|
||||
|
||||
/* 访问索引 index 处元素 */
|
||||
const num = stack.get(3);
|
||||
console.log("栈索引 3 处的元素为 num = " + num);
|
||||
|
||||
/* 元素出栈 */
|
||||
const pop = stack.pop();
|
||||
console.log("出栈元素 pop = " + pop + ",出栈后 stack = ");
|
||||
console.log(stack.toArray());
|
||||
|
||||
/* 获取栈的长度 */
|
||||
const size = stack.size;
|
||||
console.log("栈的长度 size = " + size);
|
||||
|
||||
/* 判断是否为空 */
|
||||
const empty = stack.empty();
|
||||
console.log("栈是否为空 = " + empty);
|
||||
|
||||
export { };
|
32
codes/typescript/chapter_stack_and_queue/queue.ts
Normal file
@ -0,0 +1,32 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: queue.ts
|
||||
* Created Time: 2022-12-05
|
||||
* Author: S-N-O-R-L-A-X (snorlax.xu@outlook.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
/* 初始化队列 */
|
||||
// TypeScript 没有内置的队列,可以把 Array 当作队列来使用
|
||||
// 注意:由于是数组,所以 shift() 的时间复杂度是 O(n)
|
||||
const queue: number[] = [];
|
||||
|
||||
/* 元素入队 */
|
||||
queue.push(1);
|
||||
queue.push(3);
|
||||
queue.push(2);
|
||||
queue.push(5);
|
||||
queue.push(4);
|
||||
|
||||
/* 访问队首元素 */
|
||||
const peek = queue[0];
|
||||
|
||||
/* 元素出队 */
|
||||
// O(n)
|
||||
const poll = queue.shift();
|
||||
|
||||
/* 获取队列的长度 */
|
||||
const size = queue.length;
|
||||
|
||||
/* 判断队列是否为空 */
|
||||
const empty = queue.length === 0;
|
||||
|
||||
export { };
|
Before Width: | Height: | Size: 59 KiB After Width: | Height: | Size: 59 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 100 KiB After Width: | Height: | Size: 100 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 72 KiB After Width: | Height: | Size: 72 KiB |
@ -277,7 +277,7 @@ elementAddr = firtstElementAddr + elementLength * elementIndex
|
||||
**数组中插入或删除元素效率低下。** 假设我们想要在数组中间某位置插入一个元素,由于数组元素在内存中是 “紧挨着的” ,它们之间没有空间再放任何数据。因此,我们不得不将此索引之后的所有元素都向后移动一位,然后再把元素赋值给该索引。删除元素也是类似,需要把此索引之后的元素都向前移动一位。总体看有以下缺点:
|
||||
|
||||
- **时间复杂度高:** 数组的插入和删除的平均时间复杂度均为 $O(N)$ ,其中 $N$ 为数组长度。
|
||||
- **丢失元素或:** 由于数组的长度不可变,因此在插入元素后,数组原来的末尾元素会丢失。
|
||||
- **丢失元素:** 由于数组的长度不可变,因此在插入元素后,超出数组长度范围的元素会被丢失。
|
||||
- **内存浪费:** 我们一般会初始化一个比较长的数组,只用前面一部分,这样在插入数据时,丢失的末尾元素都是我们不关心的,但这样做同时也会造成内存空间的浪费。
|
||||
|
||||
![array_insert_remove_element](array.assets/array_insert_remove_element.png)
|
||||
|
Before Width: | Height: | Size: 63 KiB After Width: | Height: | Size: 63 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 75 KiB After Width: | Height: | Size: 75 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 81 KiB After Width: | Height: | Size: 81 KiB |
@ -30,7 +30,7 @@ comments: true
|
||||
|
||||
### 理论估算
|
||||
|
||||
既然实际测试具有很大的局限性,那么我们是否可以仅通过一些计算,就获知算法的效率水平呢?答案是肯定的,我们将此估算方法称为「复杂度分析 Complexity Analysis」或「渐进复杂度分析 Asymptotic Complexity Analysis」。
|
||||
既然实际测试具有很大的局限性,那么我们是否可以仅通过一些计算,就获知算法的效率水平呢?答案是肯定的,我们将此估算方法称为「复杂度分析 Complexity Analysis」或「渐近复杂度分析 Asymptotic Complexity Analysis」。
|
||||
|
||||
**复杂度分析评估随着输入数据量的增长,算法的运行时间和占用空间的增长趋势** 。根据时间和空间两方面,复杂度可分为「时间复杂度 Time Complexity」和「空间复杂度 Space Complexity」。
|
||||
|
||||
|
Before Width: | Height: | Size: 69 KiB After Width: | Height: | Size: 69 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 67 KiB After Width: | Height: | Size: 66 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 74 KiB After Width: | Height: | Size: 74 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 78 KiB After Width: | Height: | Size: 78 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 57 KiB After Width: | Height: | Size: 55 KiB |
@ -13,8 +13,8 @@ comments: true
|
||||
### 时间复杂度
|
||||
|
||||
- 「时间复杂度」统计算法运行时间随着数据量变大时的增长趋势,可以有效评估算法效率,但在某些情况下可能失效,比如在输入数据量较小或时间复杂度相同时,无法精确对比算法效率的优劣性。
|
||||
- 「最差时间复杂度」使用大 $O$ 符号表示,即函数渐进上界,其反映当 $n$ 趋于正无穷时,$T(n)$ 处于何种增长级别。
|
||||
- 推算时间复杂度分为两步,首先统计计算操作数量,再判断渐进上界。
|
||||
- 「最差时间复杂度」使用大 $O$ 符号表示,即函数渐近上界,其反映当 $n$ 趋于正无穷时,$T(n)$ 处于何种增长级别。
|
||||
- 推算时间复杂度分为两步,首先统计计算操作数量,再判断渐近上界。
|
||||
- 常见时间复杂度从小到大排列有 $O(1)$ , $O(\log n)$ , $O(n)$ , $O(n \log n)$ , $O(n^2)$ , $O(2^n)$ , $O(n!)$ 。
|
||||
- 某些算法的时间复杂度不是恒定的,而是与输入数据的分布有关。时间复杂度分为「最差时间复杂度」和「最佳时间复杂度」,后者几乎不用,因为输入数据需要满足苛刻的条件才能达到最佳情况。
|
||||
- 「平均时间复杂度」可以反映在随机数据输入下的算法效率,最贴合实际使用情况下的算法性能。计算平均时间复杂度需要统计输入数据的分布,以及综合后的数学期望。
|
||||
|
Before Width: | Height: | Size: 64 KiB After Width: | Height: | Size: 64 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 71 KiB After Width: | Height: | Size: 71 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 63 KiB After Width: | Height: | Size: 63 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 60 KiB After Width: | Height: | Size: 60 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 66 KiB After Width: | Height: | Size: 65 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 46 KiB After Width: | Height: | Size: 49 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 66 KiB After Width: | Height: | Size: 65 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 67 KiB After Width: | Height: | Size: 67 KiB |
@ -203,7 +203,7 @@ $$
|
||||
|
||||
**时间复杂度也存在一定的局限性。** 比如,虽然算法 `A` 和 `C` 的时间复杂度相同,但是实际的运行时间有非常大的差别。再比如,虽然算法 `B` 比 `C` 的时间复杂度要更高,但在输入数据大小 $n$ 比较小时,算法 `B` 是要明显优于算法 `C` 的。即使存在这些问题,计算复杂度仍然是评判算法效率的最有效、最常用方法。
|
||||
|
||||
## 函数渐进上界
|
||||
## 函数渐近上界
|
||||
|
||||
设算法「计算操作数量」为 $T(n)$ ,其是一个关于输入数据大小 $n$ 的函数。例如,以下算法的操作数量为
|
||||
|
||||
@ -284,34 +284,34 @@ $$
|
||||
|
||||
$T(n)$ 是个一次函数,说明时间增长趋势是线性的,因此易得时间复杂度是线性阶。
|
||||
|
||||
我们将线性阶的时间复杂度记为 $O(n)$ ,这个数学符号被称为「大 $O$ 记号 Big-$O$ Notation」,代表函数 $T(n)$ 的「渐进上界 asymptotic upper bound」。
|
||||
我们将线性阶的时间复杂度记为 $O(n)$ ,这个数学符号被称为「大 $O$ 记号 Big-$O$ Notation」,代表函数 $T(n)$ 的「渐近上界 asymptotic upper bound」。
|
||||
|
||||
我们要推算时间复杂度,本质上是在计算「操作数量函数 $T(n)$ 」的渐进上界。下面我们先来看看函数渐进上界的数学定义。
|
||||
我们要推算时间复杂度,本质上是在计算「操作数量函数 $T(n)$ 」的渐近上界。下面我们先来看看函数渐近上界的数学定义。
|
||||
|
||||
!!! abstract "函数渐进上界"
|
||||
!!! abstract "函数渐近上界"
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||||
|
||||
若存在正实数 $c$ 和实数 $n_0$ ,使得对于所有的 $n > n_0$ ,均有
|
||||
$$
|
||||
T(n) \leq c \cdot f(n)
|
||||
$$
|
||||
则可认为 $f(n)$ 给出了 $T(n)$ 的一个渐进上界,记为
|
||||
则可认为 $f(n)$ 给出了 $T(n)$ 的一个渐近上界,记为
|
||||
$$
|
||||
T(n) = O(f(n))
|
||||
$$
|
||||
|
||||
![asymptotic_upper_bound](time_complexity.assets/asymptotic_upper_bound.png)
|
||||
|
||||
<p align="center"> Fig. 函数的渐进上界 </p>
|
||||
<p align="center"> Fig. 函数的渐近上界 </p>
|
||||
|
||||
本质上看,计算渐进上界就是在找一个函数 $f(n)$ ,**使得在 $n$ 趋向于无穷大时,$T(n)$ 和 $f(n)$ 处于相同的增长级别(仅相差一个常数项 $c$ 的倍数)**。
|
||||
本质上看,计算渐近上界就是在找一个函数 $f(n)$ ,**使得在 $n$ 趋向于无穷大时,$T(n)$ 和 $f(n)$ 处于相同的增长级别(仅相差一个常数项 $c$ 的倍数)**。
|
||||
|
||||
!!! tip
|
||||
|
||||
渐进上界的数学味儿有点重,如果你感觉没有完全理解,无需担心,因为在实际使用中我们只需要会推算即可,数学意义可以慢慢领悟。
|
||||
渐近上界的数学味儿有点重,如果你感觉没有完全理解,无需担心,因为在实际使用中我们只需要会推算即可,数学意义可以慢慢领悟。
|
||||
|
||||
## 推算方法
|
||||
|
||||
推算出 $f(n)$ 后,我们就得到时间复杂度 $O(f(n))$ 。那么,如何来确定渐进上界 $f(n)$ 呢?总体分为两步,首先「统计操作数量」,然后「判断渐进上界」。
|
||||
推算出 $f(n)$ 后,我们就得到时间复杂度 $O(f(n))$ 。那么,如何来确定渐近上界 $f(n)$ 呢?总体分为两步,首先「统计操作数量」,然后「判断渐近上界」。
|
||||
|
||||
### 1. 统计操作数量
|
||||
|
||||
@ -416,7 +416,7 @@ $$
|
||||
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 2. 判断渐进上界
|
||||
### 2. 判断渐近上界
|
||||
|
||||
**时间复杂度由多项式 $T(n)$ 中最高阶的项来决定**。这是因为在 $n$ 趋于无穷大时,最高阶的项将处于主导作用,其它项的影响都可以被忽略。
|
||||
|
||||
@ -1330,7 +1330,7 @@ $$
|
||||
- 当 `nums = [?, ?, ..., 1]`,即当末尾元素是 $1$ 时,则需完整遍历数组,此时达到 **最差时间复杂度 $O(n)$** ;
|
||||
- 当 `nums = [1, ?, ?, ...]` ,即当首个数字为 $1$ 时,无论数组多长都不需要继续遍历,此时达到 **最佳时间复杂度 $\Omega(1)$** ;
|
||||
|
||||
「函数渐进上界」使用大 $O$ 记号表示,代表「最差时间复杂度」。与之对应,「函数渐进下界」用 $\Omega$ 记号(Omega Notation)来表示,代表「最佳时间复杂度」。
|
||||
「函数渐近上界」使用大 $O$ 记号表示,代表「最差时间复杂度」。与之对应,「函数渐近下界」用 $\Omega$ 记号(Omega Notation)来表示,代表「最佳时间复杂度」。
|
||||
|
||||
=== "Java"
|
||||
|
||||
|
Before Width: | Height: | Size: 92 KiB After Width: | Height: | Size: 92 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 74 KiB After Width: | Height: | Size: 74 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 212 KiB After Width: | Height: | Size: 212 KiB |
BIN
docs/chapter_hashing/hash_map.assets/hash_collision.png
Normal file
After Width: | Height: | Size: 82 KiB |
BIN
docs/chapter_hashing/hash_map.assets/hash_function.png
Normal file
After Width: | Height: | Size: 86 KiB |
BIN
docs/chapter_hashing/hash_map.assets/hash_map.png
Normal file
After Width: | Height: | Size: 62 KiB |
@ -4,9 +4,34 @@ comments: true
|
||||
|
||||
# 哈希表
|
||||
|
||||
哈希表通过建立「键 Key」和「值 Value」之间的映射,实现高效的元素查找。具体地,查询操作(给定一个 Key 查询得到 Value)的时间复杂度为 $O(1)$ 。
|
||||
哈希表通过建立「键 Key」和「值 Value」之间的映射,实现高效的元素查找。具体地,输入一个 Key ,在哈希表中查询并获取 Value ,时间复杂度为 $O(1)$ 。
|
||||
|
||||
(图)
|
||||
例如,给定一个包含 $n$ 个学生的数据库,每个学生有 "姓名 `name` ” 和 “学号 `id` ” 两项数据,希望实现一个查询功能:**输入一个学号,返回对应的姓名**,则可以使用哈希表实现。
|
||||
|
||||
![hash_map](hash_map.assets/hash_map.png)
|
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||||
<p align="center"> Fig. 哈希表抽象表示 </p>
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||||
## 哈希表优势
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||||
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||||
除了哈希表之外,还可以使用以下数据结构来实现上述查询功能:
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- **无序数组:** 每个元素为 `[学号, 姓名]` ;
|
||||
- **有序数组:** 将 `1.` 中的数组按照学号从小到大排序;
|
||||
- **链表:** 每个结点的值为 `[学号, 姓名]` ;
|
||||
- **二叉搜索树:** 每个结点的值为 `[学号, 姓名]` ,根据学号大小来构建树;
|
||||
|
||||
使用上述方法,各项操作的时间复杂度如下表所示(在此不做赘述,详解可见 [二叉搜索树章节](https://www.hello-algo.com/chapter_tree/binary_search_tree/#_6))。无论是查找元素、还是增删元素,哈希表的时间复杂度都是 $O(1)$ ,全面胜出!
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<div class="center-table" markdown>
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||||
| | 无序数组 | 有序数组 | 链表 | 二叉搜索树 | 哈希表 |
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| -------- | -------- | ----------- | ------ | ----------- | ------ |
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||||
| 查找元素 | $O(n)$ | $O(\log n)$ | $O(n)$ | $O(\log n)$ | $O(1)$ |
|
||||
| 插入元素 | $O(1)$ | $O(n)$ | $O(1)$ | $O(\log n)$ | $O(1)$ |
|
||||
| 删除元素 | $O(n)$ | $O(n)$ | $O(n)$ | $O(\log n)$ | $O(1)$ |
|
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|
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</div>
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||||
## 哈希表常用操作
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@ -18,19 +43,19 @@ Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
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/* 添加操作 */
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||||
// 在哈希表中添加键值对 (key, value)
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||||
map.put(10001, "小哈");
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||||
map.put(10002, "小啰");
|
||||
map.put(10003, "小算");
|
||||
map.put(10004, "小法");
|
||||
map.put(10005, "小哇");
|
||||
map.put(12836, "小哈");
|
||||
map.put(15937, "小啰");
|
||||
map.put(16750, "小算");
|
||||
map.put(13276, "小法");
|
||||
map.put(10583, "小鸭");
|
||||
|
||||
/* 查询操作 */
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||||
// 向哈希表输入键 key ,得到值 value
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||||
String name = map.get(10002);
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||||
String name = map.get(15937);
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||||
|
||||
/* 删除操作 */
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||||
// 在哈希表中删除键值对 (key, value)
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||||
map.remove(10005);
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||||
map.remove(10583);
|
||||
```
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||||
|
||||
遍历哈希表有三种方式,即 **遍历键值对、遍历键、遍历值**。
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||||
@ -51,28 +76,6 @@ for (String val: map.values()) {
|
||||
}
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||||
```
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||||
## 哈希表优势
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给定一个包含 $n$ 个学生的数据库,每个学生有 "姓名 `name` ” 和 “学号 `id` ” 两项数据,希望实现一个查询功能,即 **输入一个学号,返回对应的姓名**,那么可以使用哪些数据结构来存储呢?
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||||
- **无序数组:** 每个元素为 `[学号, 姓名]` ;
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||||
- **有序数组:** 将 `1.` 中的数组按照学号从小到大排序;
|
||||
- **链表:** 每个结点的值为 `[学号, 姓名]` ;
|
||||
- **二叉搜索树:** 每个结点的值为 `[学号, 姓名]` ,根据学号大小来构建树;
|
||||
- **哈希表:** 以学号为 Key 、姓名为 Value 。
|
||||
|
||||
使用上述方法,各项操作的时间复杂度如下表所示(在此不做赘述,详解可见 [二叉搜索树章节](https://www.hello-algo.com/chapter_tree/binary_search_tree/#_6)),**哈希表全面胜出!**
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||||
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||||
<div class="center-table" markdown>
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||||
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||||
| | 无序数组 | 有序数组 | 链表 | 二叉搜索树 | 哈希表 |
|
||||
| ------------ | -------- | ----------- | ------ | ----------- | ------ |
|
||||
| 查找指定元素 | $O(n)$ | $O(\log n)$ | $O(n)$ | $O(\log n)$ | $O(1)$ |
|
||||
| 插入元素 | $O(1)$ | $O(n)$ | $O(1)$ | $O(\log n)$ | $O(1)$ |
|
||||
| 删除元素 | $O(n)$ | $O(n)$ | $O(n)$ | $O(\log n)$ | $O(1)$ |
|
||||
|
||||
</div>
|
||||
|
||||
## 哈希函数
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||||
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||||
哈希表中存储元素的数据结构被称为「桶 Bucket」,底层实现可能是数组、链表、二叉树(红黑树),或是它们的组合。
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||||
@ -87,10 +90,12 @@ for (String val: map.values()) {
|
||||
以上述学生数据 `Key 学号 -> Value 姓名` 为例,我们可以将「哈希函数」设计为
|
||||
|
||||
$$
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||||
f(x) = x \% 10000
|
||||
f(x) = x \% 100
|
||||
$$
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||||
|
||||
(图)
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||||
![hash_function](hash_map.assets/hash_function.png)
|
||||
|
||||
<p align="center"> Fig. 哈希函数 </p>
|
||||
|
||||
```java title="array_hash_map.java"
|
||||
/* 键值对 int->String */
|
||||
@ -107,16 +112,16 @@ class Entry {
|
||||
class ArrayHashMap {
|
||||
private List<Entry> bucket;
|
||||
public ArrayHashMap() {
|
||||
// 初始化一个长度为 10 的桶(数组)
|
||||
// 初始化一个长度为 100 的桶(数组)
|
||||
bucket = new ArrayList<>();
|
||||
for (int i = 0; i < 10; i++) {
|
||||
for (int i = 0; i < 100; i++) {
|
||||
bucket.add(null);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 哈希函数 */
|
||||
private int hashFunc(int key) {
|
||||
int index = key % 10000;
|
||||
int index = key % 100;
|
||||
return index;
|
||||
}
|
||||
|
||||
@ -146,8 +151,18 @@ class ArrayHashMap {
|
||||
|
||||
## 哈希冲突
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||||
|
||||
细心的同学可能会发现,哈希函数 $f(x) = x \% 10000$ 会在某些情况下失效。例如,当输入的 Key 为 10001, 20001, 30001, ... 时,哈希函数的计算结果都是 1 ,指向同一个 Value ,表明不同学号指向了同一个人,这明显是不对的。
|
||||
细心的同学可能会发现,**哈希函数 $f(x) = x \% 100$ 会在某些情况下失效**。具体地,当输入的 Key 后两位相同时,哈希函数的计算结果也相同,指向同一个 Value 。例如,分别查询两个学号 12836 和 20336 ,则有
|
||||
$$
|
||||
f(12836) = f(20336) = 36
|
||||
$$
|
||||
导致两个学号指向了同一个姓名,这明显是不对的。我们将这种现象称为「哈希冲突 Hash Collision」,其会严重影响查询的正确性,我们将如何避免哈希冲突的问题留在下章讨论。
|
||||
|
||||
上述现象被称为「哈希冲突 Hash Collision」,其会严重影响查询的正确性,我们将如何避免哈希冲突的问题留在下章讨论。
|
||||
![hash_collision](hash_map.assets/hash_collision.png)
|
||||
|
||||
(图)
|
||||
<p align="center"> Fig. 哈希冲突 </p>
|
||||
|
||||
综上所述,一个优秀的「哈希函数」应该具备以下特性:
|
||||
|
||||
- 尽量少地发生哈希冲突;
|
||||
- 时间复杂度 $O(1)$ ,计算尽可能高效;
|
||||
- 空间使用率高,即 “键值对占用空间 / 哈希表总占用空间” 尽可能大;
|
||||
|
Before Width: | Height: | Size: 94 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 48 KiB After Width: | Height: | Size: 48 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 53 KiB After Width: | Height: | Size: 52 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 54 KiB After Width: | Height: | Size: 53 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 54 KiB After Width: | Height: | Size: 53 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 54 KiB After Width: | Height: | Size: 53 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 68 KiB After Width: | Height: | Size: 69 KiB |
@ -10,4 +10,4 @@ comments: true
|
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||||
<p align="center"> 力扣(LeetCode)全网阅读量最高博主 </p>
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||||
<p align="center"> 分享近百道算法题解,累积回复数千读者的评论问题 </p>
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||||
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||||
<p align="center"> 创作 LeetBook《图解算法数据结构》,已免费售出 22 万本 </p>
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||||
|
@ -44,7 +44,7 @@ comments: true
|
||||
|
||||
首先介绍数据结构与算法的评价维度、算法效率的评估方法,引出了计算复杂度概念。
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||||
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||||
接下来,从 **函数渐进上界** 入手,分别介绍了 **时间复杂度** 和 **空间复杂度** ,包括推算方法、常见类型、示例等。同时,剖析了 **最差、最佳、平均** 时间复杂度的联系与区别。
|
||||
接下来,从 **函数渐近上界** 入手,分别介绍了 **时间复杂度** 和 **空间复杂度** ,包括推算方法、常见类型、示例等。同时,剖析了 **最差、最佳、平均** 时间复杂度的联系与区别。
|
||||
|
||||
### 数据结构
|
||||
|
||||
|
Before Width: | Height: | Size: 80 KiB After Width: | Height: | Size: 80 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 51 KiB After Width: | Height: | Size: 51 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 52 KiB After Width: | Height: | Size: 52 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 62 KiB After Width: | Height: | Size: 62 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 52 KiB After Width: | Height: | Size: 52 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 62 KiB After Width: | Height: | Size: 62 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 52 KiB After Width: | Height: | Size: 52 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 62 KiB After Width: | Height: | Size: 62 KiB |
@ -123,7 +123,24 @@ $$
|
||||
=== "Go"
|
||||
|
||||
```go title="binary_search.go"
|
||||
|
||||
/* 二分查找(左闭右开) */
|
||||
func binarySearch1(nums []int, target int) int {
|
||||
// 初始化左闭右开 [0, n) ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素+1
|
||||
i, j := 0, len(nums)
|
||||
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i = j 时为空)
|
||||
for i < j {
|
||||
m := (i + j) / 2 // 计算中点索引 m
|
||||
if nums[m] < target { // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j) 中
|
||||
i = m + 1
|
||||
} else if nums[m] > target { // 此情况说明 target 在区间 [i, m) 中
|
||||
j = m
|
||||
} else { // 找到目标元素,返回其索引
|
||||
return m
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// 未找到目标元素,返回 -1
|
||||
return -1
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
=== "JavaScript"
|
||||
@ -220,7 +237,24 @@ $$
|
||||
=== "Go"
|
||||
|
||||
```go title="binary_search.go"
|
||||
|
||||
/* 二分查找(左闭右开) */
|
||||
func binarySearch1(nums []int, target int) int {
|
||||
// 初始化左闭右开 [0, n) ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素+1
|
||||
i, j := 0, len(nums)
|
||||
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i = j 时为空)
|
||||
for i < j {
|
||||
m := (i + j) / 2 // 计算中点索引 m
|
||||
if nums[m] < target { // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j) 中
|
||||
i = m + 1
|
||||
} else if nums[m] > target { // 此情况说明 target 在区间 [i, m) 中
|
||||
j = m
|
||||
} else { // 找到目标元素,返回其索引
|
||||
return m
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// 未找到目标元素,返回 -1
|
||||
return -1
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
=== "JavaScript"
|
||||
@ -294,7 +328,10 @@ $$
|
||||
=== "Go"
|
||||
|
||||
```go title=""
|
||||
|
||||
// (i + j) 有可能超出 int 的取值范围
|
||||
m := (i + j) / 2
|
||||
// 更换为此写法则不会越界
|
||||
m := i + (j - i) / 2
|
||||
```
|
||||
|
||||
=== "JavaScript"
|
||||
|
Before Width: | Height: | Size: 62 KiB After Width: | Height: | Size: 63 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 71 KiB After Width: | Height: | Size: 71 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 75 KiB After Width: | Height: | Size: 75 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 48 KiB After Width: | Height: | Size: 48 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 42 KiB After Width: | Height: | Size: 42 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 42 KiB After Width: | Height: | Size: 42 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 42 KiB After Width: | Height: | Size: 42 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 42 KiB After Width: | Height: | Size: 42 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 42 KiB After Width: | Height: | Size: 42 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 41 KiB After Width: | Height: | Size: 42 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 78 KiB After Width: | Height: | Size: 80 KiB |
@ -6,7 +6,7 @@ comments: true
|
||||
|
||||
「冒泡排序 Bubble Sort」是一种最基础的排序算法,非常适合作为第一个学习的排序算法。顾名思义,「冒泡」是该算法的核心操作。
|
||||
|
||||
!!! tip "为什么叫 “冒泡”"
|
||||
!!! question "为什么叫 “冒泡”"
|
||||
|
||||
在水中,越大的泡泡浮力越大,所以最大的泡泡会最先浮到水面。
|
||||
|
||||
@ -112,7 +112,19 @@ comments: true
|
||||
=== "Go"
|
||||
|
||||
```go title="bubble_sort.go"
|
||||
|
||||
/* 冒泡排序 */
|
||||
func bubbleSort(nums []int) {
|
||||
// 外循环:待排序元素数量为 n-1, n-2, ..., 1
|
||||
for i := len(nums) - 1; i > 0; i-- {
|
||||
// 内循环:冒泡操作
|
||||
for j := 0; j < i; j++ {
|
||||
if nums[j] > nums[j+1] {
|
||||
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
|
||||
nums[j], nums[j+1] = nums[j+1], nums[j]
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
=== "JavaScript"
|
||||
@ -239,7 +251,24 @@ comments: true
|
||||
=== "Go"
|
||||
|
||||
```go title="bubble_sort.go"
|
||||
|
||||
/* 冒泡排序(标志优化)*/
|
||||
func bubbleSortWithFlag(nums []int) {
|
||||
// 外循环:待排序元素数量为 n-1, n-2, ..., 1
|
||||
for i := len(nums) - 1; i > 0; i-- {
|
||||
flag := false // 初始化标志位
|
||||
// 内循环:冒泡操作
|
||||
for j := 0; j < i; j++ {
|
||||
if nums[j] > nums[j+1] {
|
||||
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
|
||||
nums[j], nums[j+1] = nums[j+1], nums[j]
|
||||
flag = true // 记录交换元素
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if flag == false { // 此轮冒泡未交换任何元素,直接跳出
|
||||
break
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
=== "JavaScript"
|
||||
|
Before Width: | Height: | Size: 79 KiB After Width: | Height: | Size: 79 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 77 KiB After Width: | Height: | Size: 77 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 107 KiB After Width: | Height: | Size: 107 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 52 KiB After Width: | Height: | Size: 52 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 61 KiB After Width: | Height: | Size: 61 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 58 KiB After Width: | Height: | Size: 58 KiB |
@ -21,7 +21,7 @@ comments: true
|
||||
<div class="center-table" markdown>
|
||||
|
||||
| 方法 | 描述 |
|
||||
| --------- | ------------------------ |
|
||||
| --------- | ---------------------------- |
|
||||
| offer() | 元素入队,即将元素添加至队尾 |
|
||||
| poll() | 队首元素出队 |
|
||||
| front() | 访问队首元素 |
|
||||
@ -143,13 +143,59 @@ comments: true
|
||||
=== "JavaScript"
|
||||
|
||||
```js title="queue.js"
|
||||
/* 初始化队列 */
|
||||
// JavaScript 没有内置的队列,可以把 Array 当作队列来使用
|
||||
// 注意:由于是数组,所以 shift() 的时间复杂度是 O(n)
|
||||
const queue = [];
|
||||
|
||||
/* 元素入队 */
|
||||
queue.push(1);
|
||||
queue.push(3);
|
||||
queue.push(2);
|
||||
queue.push(5);
|
||||
queue.push(4);
|
||||
|
||||
/* 访问队首元素 */
|
||||
const peek = queue[0];
|
||||
|
||||
/* 元素出队 */
|
||||
// O(n)
|
||||
const poll = queue.shift();
|
||||
|
||||
/* 获取队列的长度 */
|
||||
const size = queue.length;
|
||||
|
||||
/* 判断队列是否为空 */
|
||||
const empty = queue.length === 0;
|
||||
```
|
||||
|
||||
=== "TypeScript"
|
||||
|
||||
```typescript title="queue.ts"
|
||||
/* 初始化队列 */
|
||||
// TypeScript 没有内置的队列,可以把 Array 当作队列来使用
|
||||
// 注意:由于是数组,所以 shift() 的时间复杂度是 O(n)
|
||||
const queue: number[] = [];
|
||||
|
||||
/* 元素入队 */
|
||||
queue.push(1);
|
||||
queue.push(3);
|
||||
queue.push(2);
|
||||
queue.push(5);
|
||||
queue.push(4);
|
||||
|
||||
/* 访问队首元素 */
|
||||
const peek = queue[0];
|
||||
|
||||
/* 元素出队 */
|
||||
// O(n)
|
||||
const poll = queue.shift();
|
||||
|
||||
/* 获取队列的长度 */
|
||||
const size = queue.length;
|
||||
|
||||
/* 判断队列是否为空 */
|
||||
const empty = queue.length === 0;
|
||||
```
|
||||
|
||||
=== "C"
|
||||
|
Before Width: | Height: | Size: 56 KiB After Width: | Height: | Size: 56 KiB |
@ -587,13 +587,93 @@ comments: true
|
||||
=== "JavaScript"
|
||||
|
||||
```js title="array_stack.js"
|
||||
/* 基于数组实现的栈 */
|
||||
class ArrayStack {
|
||||
stack;
|
||||
constructor() {
|
||||
this.stack = [];
|
||||
}
|
||||
/* 获取栈的长度 */
|
||||
get size() {
|
||||
return this.stack.length;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 判断栈是否为空 */
|
||||
empty() {
|
||||
return this.stack.length === 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 入栈 */
|
||||
push(num) {
|
||||
this.stack.push(num);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 出栈 */
|
||||
pop() {
|
||||
return this.stack.pop();
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 访问栈顶元素 */
|
||||
top() {
|
||||
return this.stack[this.stack.length - 1];
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 访问索引 index 处元素 */
|
||||
get(index) {
|
||||
return this.stack[index];
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 返回 Array */
|
||||
toArray() {
|
||||
return this.stack;
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
```
|
||||
|
||||
=== "TypeScript"
|
||||
|
||||
```typescript title="array_stack.ts"
|
||||
/* 基于数组实现的栈 */
|
||||
class ArrayStack {
|
||||
private stack: number[];
|
||||
constructor() {
|
||||
this.stack = [];
|
||||
}
|
||||
/* 获取栈的长度 */
|
||||
get size(): number {
|
||||
return this.stack.length;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 判断栈是否为空 */
|
||||
empty(): boolean {
|
||||
return this.stack.length === 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 入栈 */
|
||||
push(num: number): void {
|
||||
this.stack.push(num);
|
||||
}
|
||||
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/* 出栈 */
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pop(): number | undefined {
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||||
return this.stack.pop();
|
||||
}
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/* 访问栈顶元素 */
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||||
top(): number | undefined {
|
||||
return this.stack[this.stack.length - 1];
|
||||
}
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||||
/* 访问索引 index 处元素 */
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get(index: number): number | undefined {
|
||||
return this.stack[index];
|
||||
}
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||||
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||||
/* 返回 Array */
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||||
toArray() {
|
||||
return this.stack;
|
||||
}
|
||||
};
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||||
```
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||||
=== "C"
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Before Width: | Height: | Size: 51 KiB After Width: | Height: | Size: 51 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 66 KiB After Width: | Height: | Size: 66 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 91 KiB After Width: | Height: | Size: 90 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 90 KiB After Width: | Height: | Size: 90 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 95 KiB After Width: | Height: | Size: 94 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 60 KiB After Width: | Height: | Size: 60 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 84 KiB After Width: | Height: | Size: 84 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 88 KiB After Width: | Height: | Size: 87 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 94 KiB After Width: | Height: | Size: 93 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 56 KiB After Width: | Height: | Size: 56 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 57 KiB After Width: | Height: | Size: 57 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 59 KiB After Width: | Height: | Size: 59 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 60 KiB After Width: | Height: | Size: 60 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 76 KiB After Width: | Height: | Size: 76 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 59 KiB After Width: | Height: | Size: 59 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 67 KiB After Width: | Height: | Size: 67 KiB |
Before Width: | Height: | Size: 75 KiB After Width: | Height: | Size: 75 KiB |