数组模拟（一）

写在前面

近期的学习重点要放在图论了，之前一直在acwing中学习的数据结构都是数组模拟，数组模拟的效率比上stl要快上几倍，学完过后不久就会忘记，但是忘记也是一种学习，原本准备放弃数组模拟直接上stl要轻松的多，可是图论又得用到大量的数组模拟，最后还是打算攻坚克难把数组模拟各种数据结构给啃下来。(除此之外还能用来装*ヾ(•ω•`)o)

数组模拟（一）

目录

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  • 数组模拟（一）
  • 单链表
  • 双链表
  • 模拟栈
  • 模拟队列

单链表

// head 表示头节点
// e[N]用来存储每个节点的值
// ne[N]存储每个节点指向的下一个节点
// idx用来动态开辟空间或者理解为当前操作的位置
int head, e[N], ne[N], idx;

// 初始时head指向空节点，这里的-1即为空节点
void init()
{
    head = -1;
}
// 向头节点的后一位插入节点
void add_to_head(int x)
{
    e[idx] = x; // 先将该节点的值赋值给待插入的节点idx
    ne[idx] = head; // 再将待插入节点的next指针指向head指向的节点
    head = idx ++; // 最后改head指向待插入的这个节点
}

// 在第k个插入的元素后面插入节点
void add(int k, int x)
{
    e[idx] = x; // 同理先赋值
    ne[idx] = ne[k]; // 然后将待插入节点的next指针指向第k个节点指向的节点
    ne[k] = idx ++; // 改变k的指向
}

// 删除第k个插入的元素后面的节点
void remove(int k)
{
    // 让 k -> next 消失
    ne[k] = ne[ne[k]]; // k -> next  = k -> next -> next
}

双链表

// 双链表既可以知道前一个节点也可以知道后面一个节点
// l[N]数组表示左边的节点，r[N]表示后面一个节点
int e[N], idx, l[N], r[N];

void init()
{
    l[1] = 0, r[0] = 1; // 左边的边界是0， 右边的边界是1
    idx = 2; // 0，1都被占用了，这里idx就从2开始
}

// 在k节点的后面插入一个节点
void add(int k, int x)
{
    e[idx] = x; // 先赋值
    r[idx] = r[k], l[idx] = k; // 待插入节点的左指针指向k，右指针指向k指向的节点
    
    // 下面改变原链表的顺序，注意下面的顺序
    // 先把k的节点的左边指向idx，然后把k右指针指向待插入节点
    l[r[k]] = idx, r[k] = idx ++;
}

// 删除k节点
void remove(int k)
{
    r[l[k]] = r[k];
    l[r[k]] = l[k];
}

int main()
{
    // 遍历
    for(int i = r[0]; i != 1; i = r[i])
        cout << e[i] << ' ';
    return 0;
}

模拟栈

实现一个栈，栈初始为空，支持四种操作：

1. push x – 向栈顶插入一个数 x；
2. pop – 从栈顶弹出一个数；
3. empty – 判断栈是否为空；
4. query – 查询栈顶元素

#include <iostream>
using namespace std;
int stk[N], tt; // tt表示栈顶
int main()
{
	string op; // 操作
    int x; // 值
    cin >> op;
    if (op == "push")
    {
        cin >> x;
        stk[++tt] = x;
    }else if (op == "pop")
    {
        // 出栈，下次入栈时该位置上的值会被覆盖
        tt--; 
    }
    else if (op == "empty")
    {
        // 栈空tt为0
        cout << (tt == 0 ? "YES" : "NO") << endl;
    }else
    {
        // 查看栈顶元素
        cout << stk[tt] << endl;
    }
}

模拟队列

实现一个队列，队列初始为空，支持四种操作：

1. push x – 向队尾插入一个数 x；
2. pop – 从队头弹出一个数；
3. empty – 判断队列是否为空；
4. query – 查询队头元素。

#include <iostream>
using namespace std;

// hh表示队头，tt表示队尾，之所以初始化为-1是因为入栈时tt会先自增
int q[N], hh, tt = -1; 
int main()
{
    string op;
    int x;
    cin >> op;
    
    if (op == "push")
    {
        cin >> x;
        q[++tt] = x; // 队尾自增
    }else if (op == "pop")
    {
        hh ++; // 抛弃队头
    }else if (op == "empty")
    {
        // 当tt == hh 时刚好有一个元素的时候，当队头自增时tt < hh，此时没有元素
        cout << (tt >= hh ? : "NO" : "YES") << endl;
    }else
    {
        // 输出队头元素
        cout << q[hh] << endl;
    }
}