目录 一、基础元素Node 二、红黑树元素TreeNode 1、类定义和类属性 2、基础方法: 3、红黑树插入元素实现 4、红黑树的查找实现 5、红黑树的形态转换实现 6、红黑树的扩容切分实现 -- ,关键是next属性,插入、查找、删除用法如下: @Test public void test8() throws Exception { Node<String,Integer LinkedHashMap.Entry<K,V>的定义如下图: TreeNode定义的属性如下图: 注意TreeNode的实现同时维护了红黑树和双向链式两种应用关系,这样便于在红黑树和链表之间做形态转换 HashMap中红黑树插入节点的代码实现如下: // 对节点P做红黑树左旋,返回该节点的根节点 static <K,V> TreeNode<K,V> rotateLeft 具体来说就是将一颗红黑树中的元素几乎均匀的分到两个红黑树中,该实现是基于HashMap的容量的,切分时先将原有的链表转换成两个链表,再判断两个链表的长度是否做形态转换。
: 我们将这里的’#'当作空的标志,用来实现二叉树的结构,并利用递归左子树右子树来构建二叉树。 ; 8.判断是否是完全二叉树 在此之前我们先回顾一下特殊的二叉树: 1. 完全二叉树:完全二叉树是效率很高的数据结构,完全二叉树是由满二叉树而引出来的。 这里判断是否为完全二叉树的实现与之前讲过的二叉树层序遍历相似需要利用队列来实现,队列的实现在这——二叉树层序遍历里面包含队列代码的完整实现,这里就不过多描述,我们直接来使用。 9.结语 以上就是有关二叉树实现的内容啦 ~ 关键是要理解递归是怎么实现的,利用二叉树由根节点、左右子树构成的特性来实现递归,完结撒花 ~
队列 队列的特性是先进先出。每次数据出去只能的队列的头部,每次数据进来只能加在队列的尾部。 队列实现一般有两种方式,线性队列,链表队列。 链表队列 链表队列的实现可以参考单向链表。 先建立一个普通的单向链表,然后设置三个属性。队列头,用来标识当前队列头的地址;队列尾,用来标识队列尾的地址;队列长,记录当前的队列长,理论上不给队列设置长度可以无限扩展。 每次删除数据,就把队列头的标识移到下一个node的地址。每次增加数据则就把队列尾的指针指向的node加上下一个node的地址,同时把队列尾的标识移过去即可。 线性队列 超简单的,基于数组实现,每次删除数据则把数组第一个删除,把后续的往前面移动,最后一个直接置空;添加数据只需要在最后继续添加即可;数组会有定长,删除和添加数据一定要检验。 { queue q; q.length = 0; q = add_num(q, 10); q = add_num(q, 9); q = add_num(q, 8)
1.栈的概念及结构 栈:一种特殊的线性表,其只允许在固定的一端进行插入和删除元素操作。进行数据插入和删除操作的一端称为栈顶,另一端称为栈底。 栈中的数据元素遵守后进先出LIFO(Last In First Out)的原则。 压栈:栈的插入操作叫做进栈/压栈/入栈,入数据在栈顶。 出栈:栈的删除操作叫做出栈。出数据也在栈顶。 2.栈的实现 栈的实现一般可以使用数组或者链表实现,相对而言数组的结构实现更优一些。因为数组在尾上插入数据的代价比较小。 0,则相当于是malloc,扩容完之后就将数据放进top这个位置,然后再将top++,这样才会使得top一直是栈顶元素的下一个位置。 void STPop(ST* ps, STDataType x) { assert(ps); //空 assert(ps->top > 0); --ps->top; } 2.6栈的数据个数 int
前言 在上一篇关于树和二叉树的博客中,最后提到了堆。有小根堆和大根堆。 左边的结构是我们想象出来的,右边才是实际存储的结构。 这次来实现堆。 2. 堆的实现 用数组来实现,这里以实现小堆为例子,它的特点是父节点小于子节点。 先定义一个堆的结构体:为了方便扩容,加了size。 2.2.2 插入代码实现 先判断空间是否足够,不够就扩容,够就直接插入x,再将php->size++。 2.3.2 删除代码实现 首尾交换删除,然后将php->size--,最后向下调整。 assert(php); return php->size == 0; } 3.3 test.c #include"Heap.h" int main() { int a[] = { 4,6,2,1,5,8,2,9
链表的概念 概念:链表是一种物理存储结构上非连续、非顺序的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的 。 这里我来解释一下什么叫做逻辑上连续而物理上补连续。 所谓逻辑上的连续,就是指你你可以通过第一个节点找到第二个节点,就行火车一样你可以从一节车厢走到另一节的车厢。 物理上的不连续是指内存地址的不连续,不想顺序表中的数组是连续的。 next就起到了重要的作用,我们把2的地址存在1的next中,把3的地址存在2的next中,最后把3的next指向NULL就可以了,再画一个图就是这样的。 我还用了一个头节点来指向第一个节点,从图上来看是不是每个节点都联系了起来,这就是有了逻辑上的连续。 下面我来讲解实现链表都要哪些函数。 头插函数 想要实现头部插入,我们先画图。 要想吧新的节点插入头部,我们就要把,新节点的nest指向第一个节点,然后把pphead指向新的节点。
之前我们学习过数据结构中的栈和队列,详情可点击这里数据结构——lesson5栈和队列详解进行查看,队列是一种先进先出的结构,但是我们之前讲的队列都是类似于线性的物理结构,这次我们所介绍的队列则是一直类似于环状的循环结构 1.循环队列的介绍 循环队列是一种线性数据结构,其操作表现基于 FIFO(先进先出)原则并且队尾被连接在队首之后以形成一个循环。它也被称为“环形缓冲器”。 rear的下一个元素指向front,如果增加一个空闲的位置,队列满时rear的下一个位置就不再指向front; 在决定选哪种方法之前,我们先要考虑一下是使用链表来实现还是使用数组也就是顺序表来实现循环队列 ;当然这里土土会将两种方法都写下来,并和大家一起分析两种方法的优劣之处,以便大家选择合适和喜欢的形式(对于顺序表链表有疑问的可以在土土的数据结构专栏里——数据结构学习笔记 进行查看复习哦~) 3.用单链表实现循环队列 ,对应数组实现循环队列则需要front,rear不断进行取模运算以防越界; 但是链表实现需要手动将开辟的节点链接在一起,数组则不一样它一开辟就是地址连续的一段空间; 其他的实现链表和数组都差不多;
之前编写了自己的数组,下来基于之前的基础之上实现了栈的基本内容
namespace DataStructure
{
class Program
{
///
这时我们就可以使用另一种数据结构--链表。 和顺序表一样,链表也是一种线性表。和顺序表不同的是,虽然链表在逻辑上是连续的,链表在物理上并不是连续的。 链表中的节点通过指针域相互连接,形成一个动态的数据结构,可以方便地进行插入、删除等操作,而不需要像数组一样需要连续的内存空间。 单链表的实现 模块划分 和实现顺序表一样,分为三个文件来实现,SList..c用来实现顺序表的各种方法,SList.h用来包含实现方法所需的头文件和所需方法的初始化。 test.c用来测试写的方法是否有问题。 节点 实现链表的节点需要创建两个变量,数据域用来储存数据,指针域用来存放下一个节点的地址。我们用结构体来实现。 void SLTEraseAfter(SLTNode* pos); //销毁链表 void SListDesTroy(SLTNode** pphead); 方法实现 在SList.c中对需要的方法进行实现
1.线性表 线性表(linear list)是n个具有相同特性的数据元素的有线序列。 线性表是一种在实际中广泛使用的数据结构,常见的线性表有:顺序表、链表、栈、队列、字符串… 线性表在逻辑上是线性结构,也就是说是连续的一条线。但是在物理结构上并不一定是连续的,比如链表。 * a; int sz;//有效数据个数 int capacity;//存储空间大小 }SL; 3.模拟实现 静态顺序表只适合于确定知道要存储多少数据的场景下。 下面是模拟实现: 3.1 准备工作 定义一个结构体 typedef int Datatype;//为了适用不同类型的顺序表 typedef struct SeqList { Datatype* a; 同时还要删除该顺序表中的数据也又两种情况: 1.顺序表中的数据已经删完了,无法再删。 2.顺序表中的数据足够删除。
上一次我们实现了顺序表的应用,但是对于顺序表还是会有以下几个问题: 1. 中间/头部的插入删除,时间复杂度为O(N)。 2. 增容需要申请新空间,拷贝数据,释放旧空间。会有不小的消耗。 3. 单链表的概念 单链表是一种链式存取的数据结构,用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。单链表中的数据元素由一个数据域和一个指针域组成,其中指针域指向下一个数据元素。 注意:每次申请一块节点空间时,它和之前的节点空间不一定是连续的,所以要想找到这块空间就得通过地址来找。 链表一共有8种分类,如下图所示: 今天我们来实现单链表,也就是不带头单向不循环链表。 同顺序表一样我们先创建一个SList.h的头文件和一个SList.c的源文件,.h文件实现函数的声明,.c文件实现函数的定义。 现在我们来实现尾插,如下图: 尾插很简单,我们只需要注意,循环遍历时结束条件是尾节点的next指针为空,而不是尾节点为空。
堆的实现 介绍的话就到此为止,下面我们来进行堆的实现。无非就是那几样。 ,没错就是顺序表,但实现起来会比顺序表更难一些哦。 函数的声明 我们先把初始化,销毁,插入,删除等等要实现的函数声明一下: void HpInit(HP* php); void Hppush(HP* php, HpDataType x); void Hpdestroy 我们发现下面我有写了有个函数,向上调整的函数adjustup,没错上面我们讲的谁小于谁交换就要通过这个函数来实现。 child = parent; parent = (child - 1) / 2; } else { break; } } } 里面还有一个swap函数,就是交换函数,它的实现在下面
上一次我们实现了单链表,也就是不带头单向不循环链表,这次我们首先双链表(带头双向循环链表)。 对于单链表来说,还是存在一些缺点的,例如:查找效率低(需要从头开始遍历链表),不能随机访问。 在List.h文件中,首先创建一个结构体用来存放节点的信息,这里和单链表的区别是我们额外增加了一个结构体指针成员prev用来指向上一个节点的指针。 接下来我们来实现双链表的增删查改操作。 所以我们要养成良好的编程习惯。 我们创建一个test.c文件调试一下: 2.链表的尾插 双链表尾插实现就很简单了,不同于单链表还要先找到尾节点,这里phead->prev指向的就是尾节点。 为了方便测试我们先将打印方法实现。 3.链表的打印 打印就需要循环遍历一遍,注意我们的条件现在不再是pcur->next != NULL,而是!= phead。 测试一下: 8.指定位置之后插入数据 测试一下: 9.删除pos节点 pos不能是我们的哨兵位,但这里没有传phead的参数,不能进行校验 测试一下: 注意:我们这里pos是一级指针,我们将pos指向的空间释放并将
栈满足的特性是先进后出,就像货车装货物,把货物一次放进去,但是卸货的时候,你得先把最外面的卸载了,才能继续卸载里层的货物。 栈的实现有两种形式,一种是数组,一种是链表。 ? 对于一个栈,需要至少三个属性 top:记录当前栈的顶部,超过栈的长度和长度小于0都应报错。 push:往栈里面存东西,当超过栈的长度需要警报,当然,链表栈理论上是可以无限存东西的。 pop:把栈顶部的数据移除。 链表栈 链表栈实际上可以看成链表的一种约束,约束了链表的长度,链表的插入和删除位置。 对于链表栈,需要两个变量 top:记录当前栈顶的地址和位置。 链表:记录当前的数据和下一个,上一个的链表块的地址。top永远指向了链表栈的最后一个元素,记录其位置。链表栈和链表结构本质相同。 数组栈(顺序栈) 对数组进行约束,成为栈。 关于实现一个顺序栈 #include <stdio.h> #include <iostream> #include <stdlib.h> using namespace std; class Stack
目录 前言 堆的概念和结构 堆的实现 接口展示 堆结构创建 堆的初始化 堆的销毁 入堆 数据向上调整 入堆测试 出堆 向下调整数据 出堆测试 堆顶数据获取 堆数据个数 判断空堆 堆数据打印 堆源码 ---- 前言 ---- 本章主要讲解: 数据结构中的堆的知识以及实现 堆的概念和结构 ---- 概念: 将所有元素按完全二叉树的顺序存储方式存储在一个一维数组中并以一定的数据要求存储 堆总是一棵完全二叉树 注:在上节基础知识讲解中我们知道父节点和左右子节点的编码关系,以此可以对应到数组中的下标关系,这里我们主要用数组来表示和实现堆 图示:数组堆 堆的实现 ---- 注:这里我们主要实现大堆,对于小堆的实现与大堆只有数据调整上的出入 接口展示 //堆初始化 void HeapInit(HP* hp); //堆销毁 void HeapDestroy(HP* hp) 删除后数据依旧要保持大堆的特性 对于空堆无法出堆 出堆方式: 首先我们将堆顶数据也就是下标为0的数据与堆尾数据交换 交换后让记录存入数据的变量减减,实现删除堆顶数据 再让现在堆顶的数据向下调整 参考代码
Java-Tutorial 本文是《Redis内部数据结构详解》系列的第三篇,讲述在Redis实现中的一个基础数据结构:robj。 这个连续的内存块包含如下几部分: 16个字节的robj结构。 3个字节的sdshdr8头。 最多44个字节的sds字符数组。 1个NULL结束符。 因此,在这些命令的实现中,会把long型先转成字符串再进行相应的操作。 ---- 经过了本文的讨论,我们很容易看出,robj所表示的就是Redis对外暴露的第一层面的数据结构:string, list, hash, set, sorted set,而每一种数据结构的底层实现所对应的是哪个 可以说,robj是联结两个层面的数据结构的桥梁。 本文详细介绍了OBJ_STRING类型的字符串对象的底层实现,其编码和解码过程在Redis里非常重要,应用广泛,我们在后面的讨论中可能还会遇到。
数据结构第8讲 KMP算法 讲这个算法之前,我们首先了解几个概念: 串:又称字符串,是由零个或多个字符组成的有限序列。 如S="abcdef" 子串:串中任意个连续的字符组成的子序列,称为该串的子串,原串称为子串的主串。如T="cde",T是S的子串。子串在主串中的位置,用子串的第一个字符在主串中出现的位置表示。 求解next[]的代码实现如下: void get_next(SString T, int next[]) //求模式串T的next函数值 { int j=1, k= 0; next[ 进入循环,判断满足T[j]==T[k],T[5]=T[2],则执行next[++j]=++k,即next[6]=3,此时j=6,k=3; 8. j=T[0],循环结束。 修改程序: 求解next[]的改进代码实现如下: void get_next2(SString T, int next[]) //求模式串T的next函数值 {
上节介绍了泛函数据结构List及相关的泛函编程函数设计使用,还附带了少许多态类型(Polymorphic Type)及变形(Type Variance)的介绍。 有关Polymorphism的详细介绍会放在typeclass讨论中。 为了更多了解泛函数据结构(Functional Data Structure),想在这个章节把另一个我们熟悉的数据结构-Tree做些简单介绍。 Tree的状态不是枝(Branch)就是叶(Leaf),这个很容易理解。 把共性抽象出来用fold来实现: 1 def fold[B](f: A => B)(g: (B,B) => B): B = this match { 2 case
所谓位图,就是用 每一位 来存放某种状态,适用于海量数据,数据无重复的场景。 通常是用来判断某个数据存不存在的 二.位图的原理 哈希—— 直接定址法 例: 在实际场景中,我们的机器一般是 小端机(从左到右,从大到小排布) 所以真正的场景一般如下: 小端机性质 证明: 三.位图(bitset)的代码实现(逐过程解读) 【1】位图的文档查看 我们可以重点关注红圈圈出的三个位图常用函数 【2】把X映射的那个标记成1——对应biteset中的set 【3】把X映射的那个标记成 0——对应biteset中的reset 【4】判断某位是1还是0——对应biteset中的test 【5】位图的完整实现 #include<vector> namespace bit { template 分析: 第二种思路是:将两个文件映射到两个位图中去(实现去重) 如果相对应的位置都是1(满足相&为1),则此元素就在交集中
文章目录 红黑树 红黑树的特征 红黑树自平衡的奥秘 红黑树自平衡操作 插入节点 删除节点 伪代码 红黑树 红黑树(Red Black Tree) 是一种自平衡二叉查找树,是在计算机科学中用到的一种数据结构 因为根据性质5所有最长的路径都有相同数目的黑色结点,这就表明了没有路径能多于任何其他路径的两倍长。 ---- 红黑树自平衡的奥秘 红黑树能够实现自平衡,靠的是三个法宝:左旋、右旋和变色。 ->right->color){ // #5 /* 7、如果被删除节点的兄弟节点有两个子节点 8、如果被删除节点的兄弟节点只有左子节点 9、如果被删除节点的兄弟节点只有右子节点 node->parent; node->parent->left = temp; } else if(node->parent->right->left){ // #8 else if(node->parent->right->left){ // #12 /* 同上8,可以考虑整合 */ } else{ // #13