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0e6d5185cc
1 changed files with 361 additions and 7 deletions
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@ -452,19 +452,122 @@ comments: true
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=== "C++"
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=== "C++"
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```cpp title="linkedlist_deque.cpp"
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```cpp title="linkedlist_deque.cpp"
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[class]{ListNode}-[func]{}
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[class]{LinkedListDeque}-[func]{}
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```
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```
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=== "Python"
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=== "Python"
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```python title="linkedlist_deque.py"
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```python title="linkedlist_deque.py"
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""" 双向链表结点 """
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class ListNode:
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def __init__(self, val):
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self.val = val
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self.next = None # 后继结点引用(指针)
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self.prev = None # 前驱结点引用(指针)
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""" 基于双向链表实现的双向队列 """
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class LinkedListDeque:
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""" 构造方法 """
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def __init__(self):
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self.front, self.rear = None, None # 头结点 front ,尾结点 rear
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self.__size = 0 # 双向队列的长度
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""" 获取双向队列的长度 """
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def size(self):
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return self.__size
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""" 判断双向队列是否为空 """
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def is_empty(self):
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return self.size() == 0
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""" 入队操作 """
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def push(self, num, is_front):
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node = ListNode(num)
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# 若链表为空,则令 front, rear 都指向 node
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if self.is_empty():
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self.front = self.rear = node
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# 队首入队操作
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elif is_front:
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# 将 node 添加至链表头部
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self.front.prev = node
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node.next = self.front
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self.front = node # 更新头结点
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# 队尾入队操作
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else:
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# 将 node 添加至链表尾部
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self.rear.next = node
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node.prev = self.rear
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self.rear = node # 更新尾结点
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self.__size += 1 # 更新队列长度
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""" 队首入队 """
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def push_first(self, num):
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self.push(num, True)
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""" 队尾入队 """
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def push_last(self, num):
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self.push(num, False)
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""" 出队操作 """
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def poll(self, is_front):
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# 若队列为空,直接返回 None
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if self.is_empty():
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return None
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# 队首出队操作
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if is_front:
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val = self.front.val # 暂存头结点值
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# 删除头结点
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fnext = self.front.next
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if fnext != None:
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fnext.prev = None
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self.front.next = None
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self.front = fnext # 更新头结点
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# 队尾出队操作
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else:
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val = self.rear.val # 暂存尾结点值
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|
# 删除尾结点
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rprev = self.rear.prev
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if rprev != None:
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rprev.next = None
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self.rear.prev = None
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self.rear = rprev # 更新尾结点
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self.__size -= 1 # 更新队列长度
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return val
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""" 队首出队 """
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def poll_first(self):
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return self.poll(True)
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""" 队尾出队 """
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def poll_last(self):
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|
return self.poll(False)
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|
""" 访问队首元素 """
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def peek_first(self):
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return None if self.is_empty() else self.front.val
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""" 访问队尾元素 """
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def peek_last(self):
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return None if self.is_empty() else self.rear.val
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|
""" 返回数组用于打印 """
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|
def to_array(self):
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node = self.front
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res = [0] * self.size()
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for i in range(self.size()):
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res[i] = node.val
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node = node.next
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return res
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```
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```
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=== "Go"
|
=== "Go"
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```go title="linkedlist_deque.go"
|
```go title="linkedlist_deque.go"
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[class]{ListNode}-[func]{}
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[class]{LinkedListDeque}-[func]{}
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```
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```
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=== "JavaScript"
|
=== "JavaScript"
|
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@ -724,7 +827,9 @@ comments: true
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=== "C"
|
=== "C"
|
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```c title="linkedlist_deque.c"
|
```c title="linkedlist_deque.c"
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|
[class]{ListNode}-[func]{}
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|
|
||||||
|
[class]{LinkedListDeque}-[func]{}
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```
|
```
|
||||||
|
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=== "C#"
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=== "C#"
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@ -872,7 +977,174 @@ comments: true
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=== "Zig"
|
=== "Zig"
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```zig title="linkedlist_deque.zig"
|
```zig title="linkedlist_deque.zig"
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|
// 双向链表结点
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fn ListNode(comptime T: type) type {
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return struct {
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const Self = @This();
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|
val: T = undefined, // 结点值
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|
next: ?*Self = null, // 后继结点引用(指针)
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|
prev: ?*Self = null, // 前驱结点引用(指针)
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// Initialize a list node with specific value
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pub fn init(self: *Self, x: i32) void {
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self.val = x;
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self.next = null;
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|
self.prev = null;
|
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}
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||||||
|
};
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||||||
|
}
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|
// 基于双向链表实现的双向队列
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fn LinkedListDeque(comptime T: type) type {
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return struct {
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const Self = @This();
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front: ?*ListNode(T) = null, // 头结点 front
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rear: ?*ListNode(T) = null, // 尾结点 rear
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deqSize: usize = 0, // 双向队列的长度
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mem_arena: ?std.heap.ArenaAllocator = null,
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mem_allocator: std.mem.Allocator = undefined, // 内存分配器
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|
// 构造方法(分配内存+初始化队列)
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|
pub fn init(self: *Self, allocator: std.mem.Allocator) !void {
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|
if (self.mem_arena == null) {
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|
self.mem_arena = std.heap.ArenaAllocator.init(allocator);
|
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|
self.mem_allocator = self.mem_arena.?.allocator();
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|
}
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|
self.front = null;
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|
self.rear = null;
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|
self.deqSize = 0;
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|
}
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|
// 析构方法(释放内存)
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pub fn deinit(self: *Self) void {
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if (self.mem_arena == null) return;
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self.mem_arena.?.deinit();
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}
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// 获取双向队列的长度
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pub fn size(self: *Self) usize {
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return self.deqSize;
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}
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// 判断双向队列是否为空
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pub fn isEmpty(self: *Self) bool {
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return self.size() == 0;
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}
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|
// 入队操作
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pub fn push(self: *Self, num: T, isFront: bool) !void {
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var node = try self.mem_allocator.create(ListNode(T));
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|
node.init(num);
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// 若链表为空,则令 front, rear 都指向 node
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if (self.isEmpty()) {
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self.front = node;
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self.rear = node;
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|
// 队首入队操作
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} else if (isFront) {
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// 将 node 添加至链表头部
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self.front.?.prev = node;
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|
node.next = self.front;
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|
self.front = node; // 更新头结点
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|
// 队尾入队操作
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|
} else {
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|
// 将 node 添加至链表尾部
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self.rear.?.next = node;
|
||||||
|
node.prev = self.rear;
|
||||||
|
self.rear = node; // 更新尾结点
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|
}
|
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|
self.deqSize += 1; // 更新队列长度
|
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|
}
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|
// 队首入队
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pub fn pushFirst(self: *Self, num: T) !void {
|
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|
try self.push(num, true);
|
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|
}
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||||||
|
|
||||||
|
// 队尾入队
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||||||
|
pub fn pushLast(self: *Self, num: T) !void {
|
||||||
|
try self.push(num, false);
|
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|
}
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|
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|
// 出队操作
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|
pub fn poll(self: *Self, isFront: bool) T {
|
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|
if (self.isEmpty()) @panic("双向队列为空");
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|
var val: T = undefined;
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|
// 队首出队操作
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if (isFront) {
|
||||||
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val = self.front.?.val; // 暂存头结点值
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|
// 删除头结点
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|
var fNext = self.front.?.next;
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|
if (fNext != null) {
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|
fNext.?.prev = null;
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|
self.front.?.next = null;
|
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|
}
|
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|
self.front = fNext; // 更新头结点
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|
// 队尾出队操作
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|
} else {
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||||||
|
val = self.rear.?.val; // 暂存尾结点值
|
||||||
|
// 删除尾结点
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|
var rPrev = self.rear.?.prev;
|
||||||
|
if (rPrev != null) {
|
||||||
|
rPrev.?.next = null;
|
||||||
|
self.rear.?.prev = null;
|
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|
}
|
||||||
|
self.rear = rPrev; // 更新尾结点
|
||||||
|
}
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||||||
|
self.deqSize -= 1; // 更新队列长度
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|
return val;
|
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|
}
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|
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|
// 队首出队
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|
pub fn pollFirst(self: *Self) T {
|
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|
return self.poll(true);
|
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|
}
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||||||
|
|
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|
// 队尾出队
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|
pub fn pollLast(self: *Self) T {
|
||||||
|
return self.poll(false);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// 访问队首元素
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|
pub fn peekFirst(self: *Self) T {
|
||||||
|
if (self.isEmpty()) @panic("双向队列为空");
|
||||||
|
return self.front.?.val;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// 访问队尾元素
|
||||||
|
pub fn peekLast(self: *Self) T {
|
||||||
|
if (self.isEmpty()) @panic("双向队列为空");
|
||||||
|
return self.rear.?.val;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
// 将链表转换为数组
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|
pub fn toArray(self: *Self) ![]T {
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|
var node = self.front;
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||||||
|
var res = try self.mem_allocator.alloc(T, self.size());
|
||||||
|
std.mem.set(T, res, @as(T, 0));
|
||||||
|
var i: usize = 0;
|
||||||
|
while (i < res.len) : (i += 1) {
|
||||||
|
res[i] = node.?.val;
|
||||||
|
node = node.?.next;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return res;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// 打印双向队列
|
||||||
|
pub fn print(self: *Self) !void {
|
||||||
|
var nums = try self.toArray();
|
||||||
|
std.debug.print("[", .{});
|
||||||
|
if (nums.len > 0) {
|
||||||
|
for (nums) |num, j| {
|
||||||
|
std.debug.print("{}{s}", .{num, if (j == nums.len - 1) "]" else " <-> " });
|
||||||
|
}
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
std.debug.print("]", .{});
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
### 基于数组的实现
|
### 基于数组的实现
|
||||||
|
@ -1008,43 +1280,125 @@ comments: true
|
||||||
=== "C++"
|
=== "C++"
|
||||||
|
|
||||||
```cpp title="array_deque.cpp"
|
```cpp title="array_deque.cpp"
|
||||||
|
[class]{ArrayDeque}-[func]{}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
=== "Python"
|
=== "Python"
|
||||||
|
|
||||||
```python title="array_deque.py"
|
```python title="array_deque.py"
|
||||||
|
""" 基于环形数组实现的双向队列 """
|
||||||
|
class ArrayDeque:
|
||||||
|
""" 构造方法 """
|
||||||
|
def __init__(self, capacity):
|
||||||
|
self.nums = [0] * capacity
|
||||||
|
self.front = 0
|
||||||
|
self.que_size = 0
|
||||||
|
|
||||||
|
""" 获取双向队列的容量 """
|
||||||
|
def capacity(self):
|
||||||
|
return len(self.nums)
|
||||||
|
|
||||||
|
""" 获取双向队列的长度 """
|
||||||
|
def size(self):
|
||||||
|
return self.que_size
|
||||||
|
|
||||||
|
""" 判断双向队列是否为空 """
|
||||||
|
def is_empty(self):
|
||||||
|
return self.que_size == 0
|
||||||
|
|
||||||
|
""" 计算环形数组索引 """
|
||||||
|
def index(self, i):
|
||||||
|
# 通过取余操作实现数组首尾相连
|
||||||
|
# 当 i 越过数组尾部后,回到头部
|
||||||
|
# 当 i 越过数组头部后,回到尾部
|
||||||
|
return (i + self.capacity()) % self.capacity()
|
||||||
|
|
||||||
|
""" 队首入队 """
|
||||||
|
def push_first(self, num):
|
||||||
|
if self.que_size == self.capacity():
|
||||||
|
print("双向队列已满")
|
||||||
|
return
|
||||||
|
# 队首指针向左移动一位
|
||||||
|
# 通过取余操作,实现 front 越过数组头部后回到尾部
|
||||||
|
self.front = self.index(self.front-1)
|
||||||
|
# 将 num 添加至队首
|
||||||
|
self.nums[self.front] = num
|
||||||
|
self.que_size += 1
|
||||||
|
|
||||||
|
""" 队尾入队 """
|
||||||
|
def push_last(self, num):
|
||||||
|
if self.que_size == self.capacity():
|
||||||
|
print("双向队列已满")
|
||||||
|
return
|
||||||
|
# 计算尾指针,指向队尾索引 + 1
|
||||||
|
rear = self.index(self.front + self.que_size)
|
||||||
|
# 将 num 添加至队尾
|
||||||
|
self.nums[rear] = num
|
||||||
|
self.que_size += 1
|
||||||
|
|
||||||
|
""" 队首出队 """
|
||||||
|
def poll_first(self):
|
||||||
|
num = self.peek_first()
|
||||||
|
# 队首指针向后移动一位
|
||||||
|
self.front = self.index(self.front+1)
|
||||||
|
self.que_size -= 1
|
||||||
|
return num
|
||||||
|
|
||||||
|
""" 队尾出队 """
|
||||||
|
def poll_last(self):
|
||||||
|
num = self.peek_last()
|
||||||
|
self.que_size -= 1
|
||||||
|
return num
|
||||||
|
|
||||||
|
""" 访问队首元素 """
|
||||||
|
def peek_first(self):
|
||||||
|
assert not self.is_empty(), "双向队列为空"
|
||||||
|
return self.nums[self.front]
|
||||||
|
|
||||||
|
""" 访问队尾元素 """
|
||||||
|
def peek_last(self):
|
||||||
|
assert not self.is_empty(), "双向队列为空"
|
||||||
|
# 计算尾元素索引
|
||||||
|
last = self.index(self.front + self.que_size - 1)
|
||||||
|
return self.nums[last]
|
||||||
|
|
||||||
|
""" 返回数组用于打印 """
|
||||||
|
def to_array(self):
|
||||||
|
# 仅转换有效长度范围内的列表元素
|
||||||
|
res = []
|
||||||
|
for i in range(self.que_size):
|
||||||
|
res.append(self.nums[self.index(self.front+i)])
|
||||||
|
return res
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
=== "Go"
|
=== "Go"
|
||||||
|
|
||||||
```go title="array_deque.go"
|
```go title="array_deque.go"
|
||||||
|
[class]{ArrayDeque}-[func]{}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
=== "JavaScript"
|
=== "JavaScript"
|
||||||
|
|
||||||
```js title="array_deque.js"
|
```js title="array_deque.js"
|
||||||
|
[class]{ArrayDeque}-[func]{}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
=== "TypeScript"
|
=== "TypeScript"
|
||||||
|
|
||||||
```typescript title="array_deque.ts"
|
```typescript title="array_deque.ts"
|
||||||
|
[class]{ArrayDeque}-[func]{}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
=== "C"
|
=== "C"
|
||||||
|
|
||||||
```c title="array_deque.c"
|
```c title="array_deque.c"
|
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[class]{ArrayDeque}-[func]{}
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=== "C#"
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=== "C#"
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```csharp title="array_deque.cs"
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```csharp title="array_deque.cs"
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[class]{ArrayDeque}-[func]{}
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```
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```
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=== "Swift"
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=== "Swift"
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@ -1162,5 +1516,5 @@ comments: true
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=== "Zig"
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=== "Zig"
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```zig title="array_deque.zig"
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```zig title="array_deque.zig"
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[class]{ArrayDeque}-[func]{}
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```
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```
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