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数据结构（一）KMP+滑动窗口+链表+栈+队列

news 来源：原创 2025/9/20 15:46:24

数据结构-链表

单链表

#include<iostream>
using namespace std;
const int N = 100010;

int head,e[N],ne[N],idx;

void init()
{head = -1;idx = 0;
}
void add_to_head(int x)
{e[idx] = x;ne[idx] = head;head = idx;idx++;
}
void add(int k,int x)
{e[idx] = x;ne[idx] = ne[k];ne[k] = idx;idx++;
}
void remove(int k)
{ne[k] = ne[ne[k]]; 
}
int main()
{int m;cin >> m;init();while(m--){int k,x;char op;cin >> op;if(op == 'H'){cin >> x;add_to_head(x);}else if(op == 'D'){cin >> k;if(k == 0) head = ne[head];else remove(k-1);}else{cin >> k >> x;add(k-1,x);}}for(int i = head;i!=-1;i=ne[i])cout << e[i] << ' ';cout << endl;return 0;
}

双链表

之所以在 “D”, “IL”, “IR” 要用 k+1 的原因是双链表的起始点是2. 所以，每个插入位置k的真实位置应该为 k-1+2 = k+1 (在单链表中为 k-1)。
0, 1 节点的作用是边界。0为左边界，1为右边界。他俩在这里有点类似保留字的作用。正因如此，我们的idx也是从2开始
最后遍历输出结果的 for (int i = rn[0]; i != 1; i = rn[i])。从 rn[0] 开始是因为 0 为左边界，而终止条件 i==1是因为1为右边界（如果碰到，说明已经遍历完毕）

#include<iostream>
using namespace std;

const int N = 100010;

int m;
int e[N],l[N],r[N],idx;

void insert(int a,int x)
{e[idx] = x;r[idx] = r[a];l[idx] = a;l[r[a]] = idx;r[a] = idx++;
}

void remove(int a)
{r[l[a]] = r[a];l[r[a]] = l[a];
}

int main()
{int m;cin >> m;r[0] = 1,l[1] = 0;idx = 2;while(m--){string op;cin >> op;int a,x;if(op == "L"){cin >> x;insert(0,x);}else if(op == "R"){cin >> x;insert(l[1],x);}else if(op == "D"){cin >> a;remove(a-1+2);}else if(op == "IL"){cin >> a >> x;insert(l[a+1],x);}else if(op == "IR"){cin >> a >> x;insert(a+1,x);}}for(int i = r[0];i!=1;i=r[i])cout << e[i] << ' ';cout << endl;return 0;
}

模拟栈（先进后出）

#include<iostream>
using namespace std;

const int N = 100010;
int m;
int stk[N],tt = 0;

int main()
{cin >> m;while(m--){string op;int x;cin >> op;if(op == "push"){cin >> x;stk[++ tt] = x;}else if(op == "pop")tt--;else if(op == "empty")cout << (tt ? "NO" : "YES") << endl;else cout << stk[tt] << endl;}return 0;
}

模拟队列（先进先出）

三木运算符

tt ? "NO" : "YES"

意思：如果 tt 为true 结果是 "NO"

如果 tt 是false 结果是"YES"，其中,在c++中,false 等价于0

#include<iostream>
using namespace std;

const int N = 100010;
int m;
int q[N],tt = -1,hh = 0;

int main()
{int m;cin >> m;while(m--){string op;cin >> op;int x;if(op == "push"){cin >> x;q[++tt] = x;}else if(op == "pop"){hh++;}else if(op == "empty") cout << (hh <= tt ? "NO" : "YES") << endl;else cout << q[hh] << endl;}return 0;
}

单调栈

暴力做法：两重循环。暴力求解

#include<iostream>
using namespace std;
const int N = 100010;
int stk[N],tt = 0;

int main()
{int n;cin >> n;while(n--){int x;cin >> x;//如果栈顶元素大于当前待入栈元素，则出栈while(tt && stk[tt] >= x)tt--;if(!tt)cout << "-1";else cout << stk[tt];stk[++tt] = x;}return 0;
}

//还有一种方法就是运用STL来做
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{int n,x;cin >> n;vector<int> t;while(n--){cin >> x;while(t.size() > 0 and t.back() >= x){t.pop_back();}if(t.size() == 0){cout << -1 << ' ';}else cout << t.back() << ' ';
t.push_back(x);}return 0;
}

滑动窗口

//如果用普通队列的话
#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;

const int N = 1e6 + 10;
int a[N],n,k;

int main()
{cin >> n >> k;for(int i = 0;i<n;i++)  cin >> a[i];
//求每个窗口的最小值for(int i = 0;i<=n-k;++i){int minv = a[i];for(int j = i + 1;j < i + k;++j){minv  = min(minv,a[j]);}cout << minv << " ";}cout << endl;
//求每个窗口的最大值for(int i = 0;i <= n-k;++i){int maxv = a[i];for(int j = i + 1;j < i + k;++j){maxv = max(maxv,a[j]);}cout << maxv << " ";}cout << endl;
return 0;
}

如果运用单调队列的话，会超时

//运用双端队列
#include<iostream>
using namespace std;

const int N = 1000010;
//单调队列一般用双端队列保证其单调性.这里面的q数组表示下标，a数组表示数字
int a[N],q[N],n,k;
//队头与队尾，在队尾插入，在队头获取
int front = 0,tail = -1;
int main()
{scanf("%d%d",&n,&k);for(int i = 0;i<n;i++){scanf("%d",&a[i]);}//先找出这个窗口的最小值for(int i = 0;i < n;i++)
{if(front <= tail && i - k + 1 > q[front])front ++;while(front <= tail && a[i] <= a[q[tail]] ) tail--;//从队尾插入元素q[++tail] = i;//队头为窗口的最小值if(i >= k-1) printf("%d ",a[q[front]]);
}
printf("\n");//再找出这个窗口的最大值front = 0,tail = -1;for(int i = 0;i<n;i++){if(front <= tail && i - k + 1 > q[front])   front++;while(front <= tail && a[i] >= a[q[tail]]) tail--;q[++tail] = i;if(i >= k - 1) printf("%d ",a[q[front]]);}return 0;
}

KMP算法

暴力算法怎么做？如何去优化？

#include<iostream>
using namespace std;const int N = 100010,M = 1000010;
int n,m;
int ne[N];
char s[M],p[N];int main()
{cin >> n >> p + 1 >> m >> s + 1;//查找next数组进行一个匹配for(int i = 2,j = 0;i <= n;i++){while(j && p[i] != p[j + 1])   j = ne[j];if(p[i] == p[j+1])  j++;ne[i] = j;}//匹配操作for(int i = 1,j = 0;i <= m;i++){while(j && s[i] != p[j + 1]) j = ne[j];if(s[i] == p[j+1]) j++;if(j == n){printf("%d ",i - n);//j = ne[j];}}return 0;
}

这两张图片参考的acwing的四谷夕雨的

数据结构（一）KMP+滑动窗口+链表+栈+队列

数据结构-链表单链表 #include<iostream> using namespace std; const int N 100010; int head,e[N],ne[N],idx; void init() {head -1;idx 0; } void add_to_head(int x) {e[idx] x;ne[idx] head;head idx;idx; } void add(int k,int x) {e[idx] x;ne[id…...

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c# 数据结构链表篇有关单链表的一切

本人能力有限,本文仅作学习交流与参考,如有不足还请斧正目录 0.单链表好处 0.5.单链表分类 1.无虚拟头节点情况图示: 代码: 头插/尾插删除搜索遍历全部测试代码: 全部代码 2.有尾指针情况尾插全部代码 3.有虚拟头节点情况全部代码 4.循环单链表几个…...

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解决 Docker Swarm 集群节点故障：从问题剖析到修复实战在使用 Docker Swarm 构建容器编排集群时，可能会遭遇各种难题。本文将分享一次处理 Docker Swarm 集群节点故障的实战经历，涵盖问题出现的缘由、详细剖析以及完整的解决步骤&#xff0…...

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量子计算入门：开启未来计算的次元之门

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学习日志37—基于变分量子电路的量子机器学习算法综述

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一、项目背景当前粮仓管理大多仍处于原始人力监管或初步信息化监管阶段。部分地区虽采用了简单的传感监测设备，仍需大量人力的配合，这不仅难以全面监控粮仓复杂的环境，还容易出现管理 “盲区”，无法实现精细化的管理。而一套先进…...

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单链表

双链表

模拟栈（先进后出）

模拟队列（先进先出）

三木运算符

单调栈

滑动窗口

KMP算法

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