Java 利用棧來反轉鏈表和排序的操作
棧是一個特殊的數(shù)據(jù)結構,特點是先進后出(First In Last Out 簡稱FILO),這種特殊的數(shù)據(jù)結構,可以用在對鏈表做反轉中,或者字符串逆序,因為要把頭變成尾,尾變成頭,棧這種結構最合適不過了,下面來看看如何用棧來做鏈表的反轉。
package com.xxx.algorithm.sort;
import java.util.Stack;
public class LinkedListReverse {
public static Node reverseLinkedList(Node head){
Stack<Node> stack = new Stack<Node>();
while(head!=null){
stack.push(head);
head = head.next;
}
if(!stack.isEmpty())
head = stack.pop();
Node cur = head;
while(!stack.isEmpty()){
Node node = stack.pop();
node.next = null;
cur.next = node;
cur = node;
}
return head;
}
public static void display(Node head){
System.out.print("list:");
Node cur = head;
while(cur!=null){
System.out.print(cur+"->");
cur = cur.next;
}
System.out.println();
}
public static void main(String[] args) {
Node a = new Node("a");
Node b = new Node("b");
Node c = new Node("c");
Node d = new Node("d");
Node e = new Node("e");
Node f = new Node("f");
Node g = new Node("g");
a.next = b;
b.next = c;
c.next = d;
d.next = e;
e.next = f;
f.next = g;
System.out.println("原始鏈表:");
display(a);
Node head = reverseLinkedList(a);
System.out.println("反轉之后的鏈表:");
display(head);
}
}
class Node{
String val;
Node next;
public Node(String val) {
this.val = val;
}
@Override
public String toString() {
return "Node("+this.val+")";
}
}
運行程序,結果如下:
原始鏈表:
list:Node(a)->Node(b)->Node(c)->Node(d)->Node(e)->Node(f)->Node(g)->
反轉之后的鏈表:
list:Node(g)->Node(f)->Node(e)->Node(d)->Node(c)->Node(b)->Node(a)->
通過棧來反轉鏈表思路很簡單,這只是說了棧作為一種數(shù)據(jù)結構,其實用途很廣泛。今天要介紹的另外一個棧的用途是如何通過棧來排序,利用棧來排序,需要有兩個棧,一個存放原始數(shù)據(jù),一個是輔助排序用的。
具體思路就是:將棧中的數(shù)據(jù)依次放入輔助棧中,放入輔助棧的要求是按照數(shù)據(jù)從大到小的排列(或者從小到大),先進入的是較大的數(shù),后進入的是較小的數(shù),如果原棧中沒有數(shù)據(jù)了,說明數(shù)據(jù)已經(jīng)在輔助棧中排好序了,接著我們把數(shù)據(jù)再一次性放入原棧中,如果遍歷,就是一個排好序的數(shù)組了。
這里面把原棧中的數(shù)據(jù)放入輔助棧中,需要借助一個中間變量,原棧中彈出的數(shù)據(jù)放入中間變量中,而不是直接入輔助棧,如果棧頂?shù)脑匦∮谥虚g變量,那么將小于的數(shù)據(jù)再放入原棧中,再將中間變量放入輔助棧,接著再將原棧中的數(shù)據(jù)放入輔助棧,直到原棧為空。將中間變量放入輔助棧,類似插入排序,需要找到一個合適的位置,而移動出一個合適的位置,就是把輔助棧中的數(shù)據(jù)再次壓入原棧中。
算法示例代碼如下:
package com.xxx.algorithm.sort;
import java.util.Iterator;
import java.util.Stack;
public class StackSortDemo {
public static void sortByStack(Stack<Integer> stack){
Stack<Integer> help = new Stack<Integer>();
while(!stack.isEmpty()){
int cur = stack.pop();
while(!help.isEmpty()&&help.peek()<cur){
stack.push(help.pop());
}
help.push(cur);
}
while(!help.isEmpty()){
stack.push(help.pop());
}
}
public static void display(Stack<Integer> stack){
System.out.print("stack:");
Iterator<Integer> it = stack.iterator();
while(it.hasNext()){
System.out.print(it.next()+"->");
}
System.out.print("null");
System.out.println();
}
public static void main(String[] args) {
Stack<Integer> stack = new Stack<Integer>();
stack.push(2);
stack.push(9);
stack.push(5);
stack.push(4);
stack.push(6);
stack.push(3);
stack.push(8);
stack.push(7);
System.out.println("原始棧:");
display(stack);
sortByStack(stack);
System.out.println("排序之后的棧:");
display(stack);
}
}
運行程序,打印信息如下:
原始棧:
stack:2->9->5->4->6->3->8->7->null
排序之后的棧:
stack:2->3->4->5->6->7->8->9->null
補充:Java數(shù)據(jù)結構與算法-------鏈表反轉(如何實現(xiàn)鏈表的逆序)
1. 問題:
鏈表 head -->1-->2-->3-->4-->5-->6-->7, 如何反轉為head -->7-->6->5-->4-->3-->2-->1,
2.思路(使用插入法)
思路:從鏈表的第二個節(jié)點開始,把遍歷到的節(jié)點插入到頭結點的后面,直到遍歷結束。
假設原鏈表:head -->1-->2-->3-->4-->5-->6-->7,
在遍歷2的時候,鏈表變?yōu)閔ead -->2-->1-->3-->4-->5-->6-->7,
3.代碼實現(xiàn):
package LinkedList.Reverse;
/*
這里使用插入法進行反轉鏈表
思路:從鏈表的第二個節(jié)點開始,把遍歷到的節(jié)點插入到頭結點的后面,直到遍歷結束。
假設原鏈表:head -->1-->2-->3-->4-->5-->6-->7,
在遍歷2的時候,鏈表變?yōu)閔ead -->2-->1-->3-->4-->5-->6-->7,
*/
public class Reverse {
public static void main(String[] args) {
//定義頭結點
LNode head=new LNode();
head.next=null;
LNode temp=null;
LNode cur=head;
//構造鏈表
for (int i = 1; i < 8; i++) {
temp=new LNode(); //定義一個輔助節(jié)點
temp.data=i; //temp數(shù)據(jù)為I
temp.next=null;
cur.next=temp; //頭結點的下一個節(jié)點為temp
cur=temp; //cur后移 由head移動到temp
}
System.out.println("逆序前:");
for (cur=head.next;cur!=null;cur=cur.next){
System.out.println(cur.data+" ");
}
System.out.println("逆序后:");
Reverse(head);
for (cur=head.next;cur!=null;cur=cur.next){
System.out.println(cur.data+" ");
}
}
public static void Reverse(LNode head){
if (head==null || head.next==null){//如果頭結點為空,或者頭結點的下一個節(jié)點為空,鏈表不用反轉
return;
}
LNode cur=null;//定義一個當前節(jié)點
LNode next=null;//定義一個后繼節(jié)點
//讓當前節(jié)點指向第二個節(jié)點
cur=head.next.next;
//先把第一個節(jié)點設置成最后一個節(jié)點
head.next.next=null;
while (cur!=null){//如果當前節(jié)點不為空
next=cur.next;//先保存當前節(jié)點的后繼節(jié)點 如 2 的后面一個節(jié)點3 先保存起來
cur.next=head.next;// 就是把2 的下一個節(jié)點指向1
head.next=cur;//把頭結點指向2
cur=next; //將當前節(jié)點指向下一個 3
}
}
}
class LNode{
LNode next;
int data;
}
使用遞歸法
//使用遞歸法
private static LNode RecursiveReverse(LNode head){
//如果鏈表為空或者鏈表只有一個元素
if (head==null || head.next==null){
return head;
}else {
//反轉后面的節(jié)點
LNode newHead = RecursiveReverse(head.next);
//把前面遍歷的節(jié)點加到后面節(jié)點逆序后鏈表的尾部
head.next.next=head;
head.next=null;
return newHead;
}
}
public static void Reverse(LNode head){
if (head==null){
return;
}
//獲取鏈表的第一個節(jié)點
LNode firstNode=head.next;
//對鏈表進行逆序
LNode newhead = RecursiveReverse(firstNode);
head.next=newhead;
}
以上為個人經(jīng)驗,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持腳本之家。如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教。
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