学习笔记①
阶段一：基础算法和数据结构
一.数据结构
- 数组、链表、栈、队列的基本操作
栈
-
栈(Stack)是一种线性存储结构，它具有如下特点：
（1）栈中的数据元素遵守“先进后出"(First In Last Out)的原则，简称FILO结构。（后进先出的叫法，也是可以的）
（2）限定只能在栈顶进行插入和删除操作。
-
栈的相关概念：
（1）栈顶与栈底：允许元素插入与删除的一端称为栈顶，另一端称为栈底。
（2）压栈：栈的插入操作，叫做进栈，也称压栈、入栈。
（3）弹栈：栈的删除操作，也叫做出栈。
-
栈的常用操作为：
（1）弹栈，通常命名为pop
（2）压栈，通常命名为push
（3）求栈的大小
（4）判断栈是否为空
（5）获取栈顶元素的值
-
栈的常见分类：
（1）基于数组的栈——以数组为底层数据结构时，通常以数组头为栈底，数组头到数组尾为栈顶的生长方向
（2）基于单链表的栈——以链表为底层的数据结构时，以链表头为栈顶，便于节点的插入与删除，压栈产生的新节点将一直出现在链表的头部
队列
- 队列（Queue）与栈一样，是一种线性存储结构，它具有如下特点：
（1）队列中的数据元素遵循“先进先出”（First In First Out）的原则，简称FIFO结构；
（2）在队尾添加元素，在队头删除元素。
- 队列的相关概念：
（1）队头与队尾： 允许元素插入的一端称为队尾，允许元素删除的一端称为队头；
（2）入队：队列的插入操作；
（3）出队：队列的删除操作。
- 队列的操作：
（1）入队： 通常命名为push()
（2）出队： 通常命名为pop()
（3）求队列中元素个数
（4）判断队列是否为空
（5）获取队首元素
- 队列的分类：
（1）基于数组的循环队列（循环队列）
（2）基于链表的队列（链队列）
//定义栈如下：
stack<int> s;
//定义队列如下：
queue<int> q;
//栈提供了如下的操作：
s.empty() //如果栈为空返回true，否则返回false
s.size() //返回栈中元素的个数
s.pop() //删除栈顶元素但不返回其值
s.top() //返回栈顶的元素，但不删除该元素
s.push() //在栈顶压入新元素
//队列提供了下面的操作：
q.empty() //如果队列为空返回true，否则返回false
q.size() //返回队列中元素的个数
q.pop() //删除队列首元素但不返回其值
q.front() //返回队首元素的值，但不删除该元素
q.push() //在队尾压入新元素
q.back() //返回队列尾元素的值，但不删除该元素
数组
- 初始化
int a[10];
memset(a,0,sizeof(a)); //初始化为0
memset(a,-1,sizeof(a));//初始化为-1
memset(a,0x3f,sizeof(a));//初始化为无穷大
char b[10];
memset(b,1,sizeof(b));//初始化为1（可以是任何值）
- 返回数组大小
int a[]={1,2,3,4};
int num=sizeof(a)/sizeof(a[0]);
动态数组vector
-
初始化
vector<int> v; vector<int> v(5);//初始大小为5 vector<int> v(10,1);//初始大小为10且值都为1 -
增加函数
\(\operatorname{push\_back()}\) 在数组的末尾添加一个数据
for(int i=1;i<=10;i++) v.push_back(i);//将1-10依次加入数组\(\operatorname{insert()}\) 插入
v.insert(v.begin(),8);//在数组首位插入新元素 v.insert(v.begin()+2,8)//在第二个元素前插入新元素 v.insert(v.end(),3,1);//在最后一个元素后添加3个1 v.insert(v.end(),v2.begin(),v2.end());//在数组末尾添加v2中的数据 -
删除函数
\(\operatorname{pop\_back()}\) 删除队尾元素
v.pop_back();\(\operatorname{erase()}\) 删除任意位元素
v.erase(v.begin()+3);//删除第3位元素 v.erase(v.begin()+2,v.begin()+4);//删除v里面[2,3)的元素（第2个元素）\(\operatorname{clear()}\) 清空当前数组
只能清除数据，不能释放内存。
v.clear();v.swap(vector<int>())//释放内存空间 -
遍历函数
\(\operatorname{at()}\) 得到编号位置的数据
v.at(3);//第三位的数值\(\operatorname{front()}\) 引用数组头元素（begin、end返回值是指针）
int f=v.front();\(\operatorname{back()}\) 引用数组末尾元素
int b=v.back();\(\operatorname{begin()}\) 返回第一个元素的指针
\(\operatorname{end()}\) 返回最后一个元素的指针
vector<int>::iterator iter; iter = v.begin()+4; cout << *iter << endl;//使用begin()实现遍历 for(vector<int>::iterator iter=v.begin();iter!=v.end();++iter) { cout<<" "<<*iter; } -
判断函数
\(\operatorname{empty()}\) 判断数组是否为空
cout << " v.empty(): " << v.empty() << endl;输出值为0/1
-
大小函数
\(\operatorname{size()}\) 当前数组使用数据的大小
int size = v.size();\(\operatorname{capasity()}\) vector实际能容纳的大小
int cap = v.capacity();\(\operatorname{max\_size()}\) vector最大可允许使用的元素数量值
int max = v.max_size(); -
其他函数
\(\operatorname{swap()}\) 交换
vector<int> v(4,10); v.swap(vector<int> ()); vector<int>().swap(v);\(\operatorname{assign}\) 使用括号内的值设置当前vector
vector<int> v; vetor<int> first(4,10); v.assign(7,3); //分配七个3 v.assign(first.begin(),first.end());\(\operatorname{resize()}\) 调整数组大小
v.resize(10);//将v中现有元素调为10个，多删少补，其值随机 v.resize(10,2)//将v中现有元素调为10个，多删少补，其值为2 -
误区
for(int i=1;i<=10;i++) v[i]=i;这种做法是错误的。下标只能用于获取已经存在的元素，而当 \(a_i\) 还为空时不能操作。
参考链接：
数据结构图文解析之：数组、单链表、双链表介绍及C++模板实现
[C++ vector的用法（整理](C++ vector的用法（整理）-CSDN博客)
