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Add C++ code for the linkedlist deque and array deque (#400)
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4f941e3d99
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codes/cpp/chapter_stack_and_queue/array_deque.cpp
Normal file
157
codes/cpp/chapter_stack_and_queue/array_deque.cpp
Normal file
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@ -0,0 +1,157 @@
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/**
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* File: array_deque->cpp
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* Created Time: 2023-03-02
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* Author: Krahets (krahets@163.com)
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*/
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#include "../include/include.hpp"
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/* 基于环形数组实现的双向队列 */
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class ArrayDeque {
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private:
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vector<int> nums; // 用于存储双向队列元素的数组
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int front; // 队首指针,指向队首元素
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int queSize; // 双向队列长度
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public:
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/* 构造方法 */
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ArrayDeque(int capacity) {
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nums.resize(capacity);
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front = queSize = 0;
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}
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/* 获取双向队列的容量 */
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int capacity() {
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return nums.size();
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}
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/* 获取双向队列的长度 */
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int size() {
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return queSize;
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}
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/* 判断双向队列是否为空 */
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bool isEmpty() {
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return queSize == 0;
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}
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/* 计算环形数组索引 */
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int index(int i) {
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// 通过取余操作实现数组首尾相连
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// 当 i 越过数组尾部后,回到头部
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// 当 i 越过数组头部后,回到尾部
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return (i + capacity()) % capacity();
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}
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/* 队首入队 */
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void pushFirst(int num) {
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if (queSize == capacity()) {
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cout << "双向队列已满" << endl;
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return;
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}
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// 队首指针向左移动一位
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// 通过取余操作,实现 front 越过数组头部后回到尾部
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front = index(front - 1);
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// 将 num 添加至队首
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nums[front] = num;
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queSize++;
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}
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/* 队尾入队 */
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void pushLast(int num) {
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if (queSize == capacity()) {
|
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|
cout << "双向队列已满" << endl;
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|
return;
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}
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|
// 计算尾指针,指向队尾索引 + 1
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int rear = index(front + queSize);
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// 将 num 添加至队尾
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nums[rear] = num;
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queSize++;
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}
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/* 队首出队 */
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int pollFirst() {
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int num = peekFirst();
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// 队首指针向后移动一位
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front = index(front + 1);
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queSize--;
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return num;
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|
}
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/* 队尾出队 */
|
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|
int pollLast() {
|
||||||
|
int num = peekLast();
|
||||||
|
queSize--;
|
||||||
|
return num;
|
||||||
|
}
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/* 访问队首元素 */
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int peekFirst() {
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|
if (isEmpty())
|
||||||
|
throw out_of_range("双向队列为空");
|
||||||
|
return nums[front];
|
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|
}
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||||||
|
/* 访问队尾元素 */
|
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|
int peekLast() {
|
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|
if (isEmpty())
|
||||||
|
throw out_of_range("双向队列为空");
|
||||||
|
// 计算尾元素索引
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int last = index(front + queSize - 1);
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|
return nums[last];
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|
}
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|
/* 返回数组用于打印 */
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vector<int> toVector() {
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|
// 仅转换有效长度范围内的列表元素
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|
vector<int> res(queSize);
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||||||
|
for (int i = 0, j = front; i < queSize; i++, j++) {
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|
res[i] = nums[index(j)];
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|
}
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||||||
|
return res;
|
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|
}
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|
};
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|
/* Driver Code */
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int main() {
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|
/* 初始化双向队列 */
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|
ArrayDeque *deque = new ArrayDeque(10);
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|
deque->pushLast(3);
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|
deque->pushLast(2);
|
||||||
|
deque->pushLast(5);
|
||||||
|
cout << "双向队列 deque = ";
|
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|
PrintUtil::printVector(deque->toVector());
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问元素 */
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|
int peekFirst = deque->peekFirst();
|
||||||
|
cout << "队首元素 peekFirst = " << peekFirst << endl;
|
||||||
|
int peekLast = deque->peekLast();
|
||||||
|
cout << "队尾元素 peekLast = " << peekLast << endl;
|
||||||
|
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||||||
|
/* 元素入队 */
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||||||
|
deque->pushLast(4);
|
||||||
|
cout << "元素 4 队尾入队后 deque = ";
|
||||||
|
PrintUtil::printVector(deque->toVector());
|
||||||
|
deque->pushFirst(1);
|
||||||
|
cout << "元素 1 队首入队后 deque = ";
|
||||||
|
PrintUtil::printVector(deque->toVector());
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 元素出队 */
|
||||||
|
int pollLast = deque->pollLast();
|
||||||
|
cout << "队尾出队元素 = " << pollLast << ",队尾出队后 deque = ";
|
||||||
|
PrintUtil::printVector(deque->toVector());
|
||||||
|
int pollFirst = deque->pollFirst();
|
||||||
|
cout << "队首出队元素 = " << pollFirst << ",队首出队后 deque = ";
|
||||||
|
PrintUtil::printVector(deque->toVector());
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取双向队列的长度 */
|
||||||
|
int size = deque->size();
|
||||||
|
cout << "双向队列长度 size = " << size << endl;
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||||||
|
|
||||||
|
/* 判断双向队列是否为空 */
|
||||||
|
bool isEmpty = deque->isEmpty();
|
||||||
|
cout << "双向队列是否为空 = " << boolalpha << isEmpty << endl;
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
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188
codes/cpp/chapter_stack_and_queue/linkedlist_deque.cpp
Normal file
188
codes/cpp/chapter_stack_and_queue/linkedlist_deque.cpp
Normal file
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@ -0,0 +1,188 @@
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/**
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|
* File: linkedlist_deque->cpp
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|
* Created Time: 2023-03-02
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|
* Author: Krahets (krahets@163.com)
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*/
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||||||
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|
#include "../include/include.hpp"
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||||||
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|
/* 双向链表结点 */
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|
struct DoubleListNode {
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|
int val; // 结点值
|
||||||
|
DoubleListNode *next; // 后继结点指针
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||||||
|
DoubleListNode *prev; // 前驱结点指针
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||||||
|
DoubleListNode(int val) : val(val), prev(nullptr), next(nullptr) {}
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||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 基于双向链表实现的双向队列 */
|
||||||
|
class LinkedListDeque {
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||||||
|
private:
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|
DoubleListNode *front, *rear; // 头结点 front ,尾结点 rear
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|
int queSize = 0; // 双向队列的长度
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public:
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|
/* 构造方法 */
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|
LinkedListDeque() : front(nullptr), rear(nullptr) {}
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|
/* 析构方法 */
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~LinkedListDeque() {
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|
// 释放内存
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DoubleListNode *pre, *cur = front;
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|
while (cur != nullptr) {
|
||||||
|
pre = cur;
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||||||
|
cur = cur->next;
|
||||||
|
delete pre;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
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|
/* 获取双向队列的长度 */
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|
int size() {
|
||||||
|
return queSize;
|
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|
}
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|
/* 判断双向队列是否为空 */
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|
bool isEmpty() {
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|
return size() == 0;
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|
}
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|
/* 入队操作 */
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|
void push(int num, bool isFront) {
|
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|
DoubleListNode *node = new DoubleListNode(num);
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|
// 若链表为空,则令 front, rear 都指向 node
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||||||
|
if (isEmpty())
|
||||||
|
front = rear = node;
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||||||
|
// 队首入队操作
|
||||||
|
else if (isFront) {
|
||||||
|
// 将 node 添加至链表头部
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||||||
|
front->prev = node;
|
||||||
|
node->next = front;
|
||||||
|
front = node; // 更新头结点
|
||||||
|
// 队尾入队操作
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
// 将 node 添加至链表尾部
|
||||||
|
rear->next = node;
|
||||||
|
node->prev = rear;
|
||||||
|
rear = node; // 更新尾结点
|
||||||
|
}
|
||||||
|
queSize++; // 更新队列长度
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 队首入队 */
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void pushFirst(int num) {
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||||||
|
push(num, true);
|
||||||
|
}
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||||||
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|
||||||
|
/* 队尾入队 */
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||||||
|
void pushLast(int num) {
|
||||||
|
push(num, false);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 出队操作 */
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||||||
|
int poll(bool isFront) {
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||||||
|
// 若队列为空,直接返回 -1
|
||||||
|
if (isEmpty())
|
||||||
|
return -1;
|
||||||
|
int val;
|
||||||
|
// 队首出队操作
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||||||
|
if (isFront) {
|
||||||
|
val = front->val; // 暂存头结点值
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||||||
|
// 删除头结点
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||||||
|
DoubleListNode *fNext = front->next;
|
||||||
|
if (fNext != nullptr) {
|
||||||
|
fNext->prev = nullptr;
|
||||||
|
front->next = nullptr;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
front = fNext; // 更新头结点
|
||||||
|
// 队尾出队操作
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
val = rear->val; // 暂存尾结点值
|
||||||
|
// 删除尾结点
|
||||||
|
DoubleListNode *rPrev = rear->prev;
|
||||||
|
if (rPrev != nullptr) {
|
||||||
|
rPrev->next = nullptr;
|
||||||
|
rear->prev = nullptr;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
rear = rPrev; // 更新尾结点
|
||||||
|
}
|
||||||
|
queSize--; // 更新队列长度
|
||||||
|
return val;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
/* 队首出队 */
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|
int pollFirst() {
|
||||||
|
return poll(true);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 队尾出队 */
|
||||||
|
int pollLast() {
|
||||||
|
return poll(false);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问队首元素 */
|
||||||
|
int peekFirst() {
|
||||||
|
return isEmpty() ? -1 : front->val;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问队尾元素 */
|
||||||
|
int peekLast() {
|
||||||
|
return isEmpty() ? -1 : rear->val;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
/* 返回数组用于打印 */
|
||||||
|
vector<int> toVector() {
|
||||||
|
DoubleListNode *node = front;
|
||||||
|
vector<int> res(size());
|
||||||
|
for (int i = 0; i < res.size(); i++) {
|
||||||
|
res[i] = node->val;
|
||||||
|
node = node->next;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return res;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Driver Code */
|
||||||
|
int main() {
|
||||||
|
/* 初始化双向队列 */
|
||||||
|
LinkedListDeque *deque = new LinkedListDeque();
|
||||||
|
deque->pushLast(3);
|
||||||
|
deque->pushLast(2);
|
||||||
|
deque->pushLast(5);
|
||||||
|
cout << "双向队列 deque = ";
|
||||||
|
PrintUtil::printVector(deque->toVector());
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问元素 */
|
||||||
|
int peekFirst = deque->peekFirst();
|
||||||
|
cout << "队首元素 peekFirst = " << peekFirst << endl;
|
||||||
|
int peekLast = deque->peekLast();
|
||||||
|
cout << "队尾元素 peekLast = " << peekLast << endl;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 元素入队 */
|
||||||
|
deque->pushLast(4);
|
||||||
|
cout << "元素 4 队尾入队后 deque =" ;
|
||||||
|
PrintUtil::printVector(deque->toVector());
|
||||||
|
deque->pushFirst(1);
|
||||||
|
cout << "元素 1 队首入队后 deque = ";
|
||||||
|
PrintUtil::printVector(deque->toVector());
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 元素出队 */
|
||||||
|
int pollLast = deque->pollLast();
|
||||||
|
cout << "队尾出队元素 = " << pollLast << ",队尾出队后 deque = ";
|
||||||
|
PrintUtil::printVector(deque->toVector());
|
||||||
|
int pollFirst = deque->pollFirst();
|
||||||
|
cout << "队首出队元素 = " << pollFirst << ",队首出队后 deque = ";
|
||||||
|
PrintUtil::printVector(deque->toVector());
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取双向队列的长度 */
|
||||||
|
int size = deque->size();
|
||||||
|
cout << "双向队列长度 size = " << size << endl;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 判断双向队列是否为空 */
|
||||||
|
bool isEmpty = deque->isEmpty();
|
||||||
|
cout << "双向队列是否为空 = " << boolalpha << isEmpty << endl;
|
||||||
|
|
||||||
|
// 释放内存
|
||||||
|
delete deque;
|
||||||
|
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
|
@ -8,9 +8,9 @@ import (
|
||||||
"container/list"
|
"container/list"
|
||||||
)
|
)
|
||||||
|
|
||||||
/* 基于链表实现的双端队列 */
|
/* 基于双向链表实现的双向队列 */
|
||||||
type linkedListDeque struct {
|
type linkedListDeque struct {
|
||||||
// 使用内置包 list 来实现栈
|
// 使用内置包 list
|
||||||
data *list.List
|
data *list.List
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
|
@ -22,7 +22,7 @@ class ListNode {
|
||||||
/* 基于双向链表实现的双向队列 */
|
/* 基于双向链表实现的双向队列 */
|
||||||
class LinkedListDeque {
|
class LinkedListDeque {
|
||||||
private ListNode front, rear; // 头结点 front ,尾结点 rear
|
private ListNode front, rear; // 头结点 front ,尾结点 rear
|
||||||
private int size = 0; // 双向队列的长度
|
private int queSize = 0; // 双向队列的长度
|
||||||
|
|
||||||
public LinkedListDeque() {
|
public LinkedListDeque() {
|
||||||
front = rear = null;
|
front = rear = null;
|
||||||
|
@ -30,7 +30,7 @@ class LinkedListDeque {
|
||||||
|
|
||||||
/* 获取双向队列的长度 */
|
/* 获取双向队列的长度 */
|
||||||
public int size() {
|
public int size() {
|
||||||
return size;
|
return queSize;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
/* 判断双向队列是否为空 */
|
/* 判断双向队列是否为空 */
|
||||||
|
@ -57,7 +57,7 @@ class LinkedListDeque {
|
||||||
node.prev = rear;
|
node.prev = rear;
|
||||||
rear = node; // 更新尾结点
|
rear = node; // 更新尾结点
|
||||||
}
|
}
|
||||||
size++; // 更新队列长度
|
queSize++; // 更新队列长度
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
/* 队首入队 */
|
/* 队首入队 */
|
||||||
|
@ -97,7 +97,7 @@ class LinkedListDeque {
|
||||||
}
|
}
|
||||||
rear = rPrev; // 更新尾结点
|
rear = rPrev; // 更新尾结点
|
||||||
}
|
}
|
||||||
size--; // 更新队列长度
|
queSize--; // 更新队列长度
|
||||||
return val;
|
return val;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
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