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krahets 2023-09-14 03:34:29 +08:00
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commit 33edc752c8
7 changed files with 80 additions and 67 deletions
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15
chapter_heap/build_heap.md
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@ -6,25 +6,26 @@ comments: true
在某些情况下，我们希望使用一个列表的所有元素来构建一个堆，这个过程被称为“建堆操作”。
## 8.2.1   自上而下构建
## 8.2.1   借助入堆操作实现
我们首先创建一个空堆，然后遍历列表，依次对每个元素执行“入堆操作”，即先将元素添加至堆的尾部，再对该元素执行“从底至顶”堆化。
每当一个元素入堆，堆的长度就加一，因此堆是“自上而下”地构建的。
每当一个元素入堆，堆的长度就加一。由于节点是从顶到底依次被添加进二叉树的，因此堆是“自上而下”地构建的。
设元素数量为 $n$ ，每个元素的入堆操作使用 $O(\log{n})$ 时间，因此该建堆方法的时间复杂度为 $O(n \log n)$ 。
## 8.2.2   自下而上构建
## 8.2.2   通过遍历堆化实现
实际上，我们可以实现一种更为高效的建堆方法，共分为两步。
1. 将列表所有元素原封不动添加到堆中。
1. 将列表所有元素原封不动添加到堆中，此时堆的性质尚未得到满足。
2. 倒序遍历堆（即层序遍历的倒序），依次对每个非叶节点执行“从顶至底堆化”。
在倒序遍历中，堆是“自下而上”地构建的，需要重点理解以下两点。
**每当堆化一个节点后，以该节点为根节点的子树就形成一个合法的子堆**。而由于是倒序遍历，因此堆是“自下而上”地被构建的。
- 由于叶节点没有子节点，因此无需对它们执行堆化。最后一个节点的父节点是最后一个非叶节点。
- 在倒序遍历中，我们能够保证当前节点之下的子树已经完成堆化（已经是合法的堆），而这是堆化当前节点的前置条件。
之所以选择倒序遍历，是因为这样能够保证当前节点之下的子树已经是合法的子堆，这样堆化当前节点才是有效的。
值得说明的是，**叶节点没有子节点，天然就是合法的子堆，因此无需堆化**。如以下代码所示，最后一个非叶节点是最后一个节点的父节点，我们从它开始倒序遍历并执行堆化。
=== "Python"

2
chapter_heap/heap.md
View File

@ -1135,7 +1135,7 @@ comments: true
/* 元素出堆 */
void pop() {
// 判空处理
if (empty()) {
if (isEmpty()) {
throw out_of_range("堆为空");
}
// 交换根节点与最右叶节点（即交换首元素与尾元素）

64
chapter_stack_and_queue/deque.md
View File

@ -416,9 +416,8 @@ comments: true
def pop(self, is_front: bool) -> int:
"""出队操作"""
# 若队列为空，直接返回 None
if self.is_empty():
return None
raise IndexError("双向队列为空")
# 队首出队操作
if is_front:
val: int = self.front.val # 暂存头节点值
@ -450,11 +449,15 @@ comments: true
def peek_first(self) -> int:
"""访问队首元素"""
return None if self.is_empty() else self.front.val
if self.is_empty():
raise IndexError("双向队列为空")
return self.front.val
def peek_last(self) -> int:
"""访问队尾元素"""
return None if self.is_empty() else self.rear.val
if self.is_empty():
raise IndexError("双向队列为空")
return self.rear.val
def to_array(self) -> list[int]:
"""返回数组用于打印"""
@ -544,9 +547,8 @@ comments: true
/* 出队操作 */
int pop(bool isFront) {
// 若队列为空，直接返回 -1
if (isEmpty())
return -1;
throw out_of_range("队列为空");
int val;
// 队首出队操作
if (isFront) {
@ -587,12 +589,16 @@ comments: true
/* 访问队首元素 */
int peekFirst() {
return isEmpty() ? -1 : front->val;
if (isEmpty())
throw out_of_range("双向队列为空");
return front->val;
}
/* 访问队尾元素 */
int peekLast() {
return isEmpty() ? -1 : rear->val;
if (isEmpty())
throw out_of_range("双向队列为空");
return rear->val;
}
/* 返回数组用于打印 */
@ -675,10 +681,9 @@ comments: true
}
/* 出队操作 */
private Integer pop(boolean isFront) {
// 若队列为空，直接返回 null
private int pop(boolean isFront) {
if (isEmpty())
return null;
throw new IndexOutOfBoundsException();
int val;
// 队首出队操作
if (isFront) {
@ -706,23 +711,27 @@ comments: true
}
/* 队首出队 */
public Integer popFirst() {
public int popFirst() {
return pop(true);
}
/* 队尾出队 */
public Integer popLast() {
public int popLast() {
return pop(false);
}
/* 访问队首元素 */
public Integer peekFirst() {
return isEmpty() ? null : front.val;
public int peekFirst() {
if (isEmpty())
throw new IndexOutOfBoundsException();
return front.val;
}
/* 访问队尾元素 */
public Integer peekLast() {
return isEmpty() ? null : rear.val;
public int peekLast() {
if (isEmpty())
throw new IndexOutOfBoundsException();
return rear.val;
}
/* 返回数组用于打印 */
@ -812,34 +821,29 @@ comments: true
/* 出队操作 */
private int? pop(bool isFront) {
// 若队列为空，直接返回 null
if (isEmpty()) {
return null;
}
if (isEmpty())
throw new Exception();
int val;
// 队首出队操作
if (isFront) {
val = front.val; // 暂存头节点值
// 删除头节点
// 删除头节点
ListNode fNext = front.next;
if (fNext != null) {
fNext.prev = null;
front.next = null;
}
front = fNext; // 更新头节点
}
// 队尾出队操作
else {
val = rear.val; // 暂存尾节点值
// 删除尾节点
// 删除尾节点
ListNode rPrev = rear.prev;
if (rPrev != null) {
rPrev.next = null;
rear.prev = null;
}
rear = rPrev; // 更新尾节点
}
@ -859,12 +863,16 @@ comments: true
/* 访问队首元素 */
public int? peekFirst() {
return isEmpty() ? null : front.val;
if (isEmpty())
throw new Exception();
return front.val;
}
/* 访问队尾元素 */
public int? peekLast() {
return isEmpty() ? null : rear.val;
if (isEmpty())
throw new Exception();
return rear.val;
}
/* 返回数组用于打印 */

15
chapter_stack_and_queue/queue.md
View File

@ -358,9 +358,8 @@ comments: true
def peek(self) -> int:
"""访问队首元素"""
if self.size() == 0:
print("队列为空")
return False
if self.is_empty():
raise IndexError("队列为空")
return self.__front.val
def to_list(self) -> list[int]:
@ -400,7 +399,7 @@ comments: true
}
/* 判断队列是否为空 */
bool empty() {
bool isEmpty() {
return queSize == 0;
}
@ -502,7 +501,7 @@ comments: true
/* 访问队首元素 */
public int peek() {
if (size() == 0)
if (isEmpty())
throw new IndexOutOfBoundsException();
return front.val;
}
@ -570,7 +569,7 @@ comments: true
/* 访问队首元素 */
public int peek() {
if (size() == 0 || front == null)
if (isEmpty())
throw new Exception();
return front.val;
}
@ -1303,7 +1302,7 @@ comments: true
}
/* 判断队列是否为空 */
bool empty() {
bool isEmpty() {
return size() == 0;
}
@ -1331,7 +1330,7 @@ comments: true
/* 访问队首元素 */
int peek() {
if (empty())
if (isEmpty())
throw out_of_range("队列为空");
return nums[front];
}

24
chapter_stack_and_queue/stack.md
View File

@ -344,16 +344,15 @@ comments: true
def pop(self) -> int:
"""出栈"""
num: int = self.peek()
num = self.peek()
self.__peek = self.__peek.next
self.__size -= 1
return num
def peek(self) -> int:
"""访问栈顶元素"""
# 判空处理
if not self.__peek:
return None
if self.is_empty():
raise IndexError("栈为空")
return self.__peek.val
def to_list(self) -> list[int]:
@ -393,7 +392,7 @@ comments: true
}
/* 判断栈是否为空 */
bool empty() {
bool isEmpty() {
return size() == 0;
}
@ -417,7 +416,7 @@ comments: true
/* 访问栈顶元素 */
int top() {
if (size() == 0)
if (isEmpty())
throw out_of_range("栈为空");
return stackTop->val;
}
@ -475,7 +474,7 @@ comments: true
/* 访问栈顶元素 */
public int peek() {
if (size() == 0)
if (isEmpty())
throw new IndexOutOfBoundsException();
return stackPeek.val;
}
@ -525,9 +524,6 @@ comments: true
/* 出栈 */
public int pop() {
if (stackPeek == null)
throw new Exception();
int num = peek();
stackPeek = stackPeek.next;
stkSize--;
@ -536,7 +532,7 @@ comments: true
/* 访问栈顶元素 */
public int peek() {
if (size() == 0 || stackPeek == null)
if (isEmpty())
throw new Exception();
return stackPeek.val;
}
@ -1139,8 +1135,8 @@ comments: true
}
/* 判断栈是否为空 */
bool empty() {
return stack.empty();
bool isEmpty() {
return stack.size() == 0;
}
/* 入栈 */
@ -1156,7 +1152,7 @@ comments: true
/* 访问栈顶元素 */
int top() {
if (empty())
if (isEmpty())
throw out_of_range("栈为空");
return stack.back();
}

8
chapter_stack_and_queue/summary.md
View File

@ -25,3 +25,11 @@ comments: true
!!! question "双向队列像是两个栈拼接在了一起，它的用途是什么？"
双向队列就像是栈和队列的组合，或者是两个栈拼在了一起。它表现的是栈 + 队列的逻辑，因此可以实现栈与队列的所有应用，并且更加灵活。
!!! question "撤销（undo）和反撤销（redo）具体是如何实现的？"
使用两个堆栈，栈 `A` 用于撤销，栈 `B` 用于反撤销。
1. 每当用户执行一个操作，将这个操作压入栈 `A` ，并清空栈 `B` 。
2. 当用户执行“撤销”时，从栈 `A` 中弹出最近的操作，并将其压入栈 `B` 。
3. 当用户执行“反撤销”时，从栈 `B` 中弹出最近的操作，并将其压入栈 `A` 。

19
index.md
View File

@ -106,19 +106,20 @@ hide:
</a>
</p>
本书的代码审阅工作由 Gonglja, gvenusleo, justin‐tse, krahets, nuomi1, Reanon, sjinzh 完成（按照首字母顺序排列）。感谢他们付出的时间与精力，正是他们确保了各语言代码的规范与统一。
本书的代码审阅工作由 Gonglja, gvenusleo, justin‐tse, krahets, night-cruise, nuomi1, Reanon, sjinzh 完成（按照首字母顺序排列）。感谢他们付出的时间与精力，正是他们确保了各语言代码的规范与统一。
<div class="center-table">
<table>
<tbody>
<td align="center"><a href="https://github.com/Gonglja"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/39959756?v=4" width="50px;" alt="Gonglja"/><br /><sub><b>Gonglja</b></sub></a><br /><sub>C / C++</sub></td>
<td align="center"><a href="https://github.com/gvenusleo"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/79075347?v=4" width="50px;" alt="gvenusleo"/><br /><sub><b>gvenusleo</b></sub></a><br /><sub>Dart</sub></td>
<td align="center"><a href="https://github.com/hpstory"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/33348162?v=4" width="50px;" alt="hpstory"/><br /><sub><b>hpstory</b></sub></a><br /><sub>C#</sub></td>
<td align="center"><a href="https://github.com/justin-tse"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/24556310?v=4" width="50px;" alt="justin-tse"/><br /><sub><b>justin-tse</b></sub></a><br /><sub>JS / TS</sub></td>
<td align="center"><a href="https://github.com/krahets"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/26993056?v=4" width="50px;" alt="krahets"/><br /><sub><b>krahets</b></sub></a><br /><sub>Java / Python</sub></td>
<td align="center"><a href="https://github.com/nuomi1"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/3739017?v=4" width="50px;" alt="nuomi1"/><br /><sub><b>nuomi1</b></sub></a><br /><sub>Swift</sub></td>
<td align="center"><a href="https://github.com/Reanon"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/22005836?v=4" width="50px;" alt="Reanon"/><br /><sub><b>Reanon</b></sub></a><br /><sub>Go / C</sub></td>
<td align="center"><a href="https://github.com/sjinzh"><img src="https://avatars.githubusercontent.com/u/99076655?v=4" width="50px;" alt="sjinzh"/><br /><sub><b>sjinzh</b></sub></a><br /><sub>Rust / Zig</sub></td>
<td align="center"><a href="https://github.com/Gonglja"><img style="border-radius: 50%;" src="https://avatars.githubusercontent.com/u/39959756?v=4" width="50px;" alt="Gonglja"/><br /><sub><b>Gonglja</b></sub></a><br /><sub>C, C++</sub></td>
<td align="center"><a href="https://github.com/gvenusleo"><img style="border-radius: 50%;" src="https://avatars.githubusercontent.com/u/79075347?v=4" width="50px;" alt="gvenusleo"/><br /><sub><b>gvenusleo</b></sub></a><br /><sub>Dart</sub></td>
<td align="center"><a href="https://github.com/hpstory"><img style="border-radius: 50%;" src="https://avatars.githubusercontent.com/u/33348162?v=4" width="50px;" alt="hpstory"/><br /><sub><b>hpstory</b></sub></a><br /><sub>C#</sub></td>
<td align="center"><a href="https://github.com/justin-tse"><img style="border-radius: 50%;" src="https://avatars.githubusercontent.com/u/24556310?v=4" width="50px;" alt="justin-tse"/><br /><sub><b>justin-tse</b></sub></a><br /><sub>JS, TS</sub></td>
<td align="center"><a href="https://github.com/krahets"><img style="border-radius: 50%;" src="https://avatars.githubusercontent.com/u/26993056?v=4" width="50px;" alt="krahets"/><br /><sub><b>krahets</b></sub></a><br /><sub>Java, Python</sub></td>
<td align="center"><a href="https://github.com/night-cruise"><img style="border-radius: 50%;" src="https://avatars.githubusercontent.com/u/77157236?v=4" width="50px;" alt="night-cruise"/><br /><sub><b>night-cruise</b></sub></a><br /><sub>Rust</sub></td>
<td align="center"><a href="https://github.com/nuomi1"><img style="border-radius: 50%;" src="https://avatars.githubusercontent.com/u/3739017?v=4" width="50px;" alt="nuomi1"/><br /><sub><b>nuomi1</b></sub></a><br /><sub>Swift</sub></td>
<td align="center"><a href="https://github.com/Reanon"><img style="border-radius: 50%;" src="https://avatars.githubusercontent.com/u/22005836?v=4" width="50px;" alt="Reanon"/><br /><sub><b>Reanon</b></sub></a><br /><sub>Go, C</sub></td>
<td align="center"><a href="https://github.com/sjinzh"><img style="border-radius: 50%;" src="https://avatars.githubusercontent.com/u/99076655?v=4" width="50px;" alt="sjinzh"/><br /><sub><b>sjinzh</b></sub></a><br /><sub>Rust, Zig</sub></td>
</tbody>
</table>
</div>