1.貓狗隊列

【題目】 寵物、 狗和貓的類如下：

public class Pet {private String type;public Pet(String type) {this.type = type;}public String getPetType() {return this.type;} }public class Dog extends Pet {public Dog() {super("dog");} }public class Cat extends Pet {public Cat() {super("cat");} }

實現一種狗貓隊列的結構， 要求如下：

• 用戶可以調用add方法，將cat類或dog類的實例放入隊列中；
• 用戶可以調用pollAll方法， 將隊列中所有的實例按照進隊列的先后順序依次彈出；
• 用戶可以調用pollDog方法， 將隊列中dog類的實例按照進隊列的先后順序依次彈出；
• 用戶可以調用pollCat方法， 將隊列中cat類的實例按照進隊列的先后順序依次彈出；
• 用戶可以調用isEmpty方法， 檢查隊列中是否還有dog或cat的實例；
• 用戶可以調用isDogEmpty方法， 檢查隊列中是否有dog類的實例；
• 用戶可以調用isCatEmpty方法， 檢查隊列中是否有cat類的實例。

1.1 分析

使用兩個隊列實現：

add()：當寵物進入結構時：

• 若寵物為狗，則進入Dog隊列；
• 若為貓，則進入Cat隊列。

pollDog()：從Dog隊列取頭一個狗；

pollCat()：從Cat隊列取頭一個貓；

pollAll()：得設置一個計數器count，作為時間戳，進來一個寵物，無論貓狗，count++，賦給這個寵物的count，取出時，由Dog隊列和Cat隊列的頭一個的count來判斷哪個寵物進的早點。

isEmpty()：Dog隊列和Cat隊列都為空時返回true；

isDogEmpty()：Dog隊列為空時返回true；

isDogEmpty()：Cat隊列為空時返回true；

1.2 代碼實現

注：不能更改給定的Pet、Cat、Dog類，需自己寫其他的類實現以上功能。

package Solution;import java.util.LinkedList; import java.util.Queue;class Pet {private String type;public Pet(String type) {this.type = type;}public String getPetType() {return this.type;} }class Dog extends Pet {public Dog() {super("dog");} } class Cat extends Pet {public Cat() {super("cat");} }class PetQueue{private Pet pet;private long count;public PetQueue(Pet pet, long count) {this.pet=pet;this.count=count;}public Pet getPet() {return this.pet;}public long getCount() {return this.count;}public String getPetType() {return this.pet.getPetType();} } public class CatDogQueue {private Queue<PetQueue> DogQ;private Queue<PetQueue> CatQ;long count;//計數器public CatDogQueue() {this.DogQ=new LinkedList<PetQueue>();this.CatQ=new LinkedList<PetQueue>();this.count=0;}public void add(Pet pet) {//根據類型入相應的隊列if(pet.getPetType().equals("cat"))CatQ.add(new PetQueue(pet,count++));else if(pet.getPetType().equals("dog"))DogQ.add(new PetQueue(pet,count++));elsethrow new RuntimeException("err, not dog or cat");}public Pet pollAll() {if(!DogQ.isEmpty()&&!CatQ.isEmpty())if(DogQ.peek().getCount()<CatQ.peek().getCount())//越小越早return this.DogQ.poll().getPet();elsereturn this.CatQ.poll().getPet();else if(!DogQ.isEmpty())return this.DogQ.poll().getPet();else if(!CatQ.isEmpty())return this.CatQ.poll().getPet();elsethrow new RuntimeException("err, queue is empty!");}public Dog pollDog() {if(!DogQ.isEmpty())return (Dog)this.DogQ.poll().getPet();elsethrow new RuntimeException("err, Dog queue is empty!");}public Cat pollCat() {if(!CatQ.isEmpty())return (Cat)this.CatQ.poll().getPet();elsethrow new RuntimeException("err, Cat queue is empty!");}public boolean isEmpty() {return this.DogQ.isEmpty()&&this.CatQ.isEmpty();}public boolean isDogQueueEmpty() {return this.DogQ.isEmpty();}public boolean isCatQueueEmpty() {return this.CatQ.isEmpty();}public static void main(String[] args) {CatDogQueue test = new CatDogQueue();Pet dog1 = new Dog();Pet cat1 = new Cat();Pet dog2 = new Dog();Pet cat2 = new Cat();Pet dog3 = new Dog();Pet cat3 = new Cat();test.add(dog1);test.add(cat1);test.add(dog2);test.add(cat2);test.add(dog3);test.add(cat3);System.out.println(test.pollAll().getPetType());System.out.println(test.pollDog().getPetType());System.out.println(test.pollCat().getPetType());while (!test.isDogQueueEmpty()) {System.out.println(test.pollDog().getPetType());}while (!test.isEmpty()) {System.out.println(test.pollAll().getPetType());}} }

運行結果：

2.轉圈打印矩陣

【題目】 給定一個整型矩陣matrix， 請按照轉圈的方式打印它。例如： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14? 15 16 打印結果為： 1， 2， 3， 4， 8， 12， 16， 15， 14， 13， 9，5， 6， 7， 11， 10
【要求】 額外空間復雜度為O(1)

另一篇已寫過

2.1 分析

2.1.1 子過程

給定左上角和右下角兩個點，可以確定一個矩形。

打印上邊的邊：

打印右邊的邊：

打印下邊的邊：

打印左邊的邊：

2.1.2 整體分析

一層一層打印，第一層打完，由左上角和右下角移動后，分別確定下一層的范圍：

2.2 代碼實現

package Solution;public class PrintMatrix {public static void main(String[] args) {int[][] matrix= {{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12},{13,14,15,16},{17,18,19,20}};int[][] ma1= {{1,2,3,4}};int[][] ma2= {{1},{2},{3},{4}};printMatrix(matrix);System.out.println();printMatrix(ma1);System.out.println();printMatrix(ma2);}public static void printMatrix(int[][] matrix) {int hstart=0;int hend=0;int lstart=matrix.length-1;//行數int lend=matrix[0].length-1;//列數while(hstart<=lstart&&hend<=lend) {printEdge(matrix,hstart++,hend++,lstart--,lend--);}}public static void printEdge(int[][] ma,int hs,int he,int ls,int le) {if(hs==ls)while(he<=le)System.out.print(ma[hs][he++]+" ");else if(he==le)while(hs<=ls)System.out.print(ma[hs++][he]+" ");else {int curC=hs;//當前行標int curR=he;//當前列標while(curR<le) System.out.print(ma[curC][curR++]+" ");while(curC<ls)System.out.print(ma[curC++][curR]+" ");while(curR>he) System.out.print(ma[curC][curR--]+" ");while(curC>hs)System.out.print(ma[curC--][curR]+" ");}} }

運行結果：

3.旋轉正方形矩陣

【題目】 給定一個整型正方形矩陣matrix， 請把該矩陣調整成順時針旋轉90度的樣子。
【要求】 額外空間復雜度為O(1)。

3.1 分析

分層轉。如下，分成兩層：

第一層：

拿出1放到4的位置，4放到16的位置，16放到13的位置，13放到1的位置；

接著：

第一層中的2放到8的位置，8放到15的位置，15放到9的位置，9放到2的位置；

3，5，12，14類似。

第二層也一樣。

3.2 代碼實現

package Solution;public class RotateMatrix {public static void main(String[] args) {int[][] matrix= {{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12},{13,14,15,16}};int hstart=0;int hend=0;int lstart=matrix.length-1;int lend=matrix[0].length-1;while(hstart<=lstart)rotateMatrix(matrix,hstart++,hend++,lstart--,lend--);for(int i=0;i<matrix.length;i++) {for(int j=0;j<matrix[0].length;j++)System.out.print(matrix[i][j]+" ");System.out.println();}}public static void rotateMatrix(int[][] ma,int hs,int he,int ls,int le) {int times=le-he;for(int i=0;i<times;i++){int temp=ma[hs][he+i];ma[hs][he+i]=ma[ls-i][he];ma[ls-i][he]=ma[ls][le-i];ma[ls][le-i]=ma[hs+i][le];ma[hs+i][le]=temp; }} }

運行結果：

注意：代碼中times的使用。

int times=le-he;

• 即每行元素的個數-1
• 每一列第一個元素加到最后一個元素所需加的次數
• 但是不能到最后一個元素，所以循環的i應小于times。到達最后一個元素的前一個元素就可停止。

4.反轉單向和雙向鏈表

【題目】 分別實現反轉單向鏈表和反轉雙向鏈表的函數。

【要求】 如果鏈表長度為N， 時間復雜度要求為O(N)， 額外空間復雜度要求為O(1)。

4.1 反轉單鏈表

4.1.1 分析

反轉之前：

需要設置兩個指針pre、next，next指向當前節點的后繼（以確定當前節點的下一個節點的位置），pre指向當前節點的前驅（以確定當前節店反轉之后的后繼）。head指向的是當前節點。

Node pre=null; Node next=head.next;

首先，令當前節點的后繼指向pre所指的節點（此處為null，反轉之后1為末節點，所以他的后繼本應也就為null）：

head.next=pre;

然后，令pre指向head，以保存2節點反轉之后的后繼節點位置：

pre=head;

接著，head移到它的后繼位置，繼續處理下一個節點（節點2）：

head=next;

一輪結束！

第二輪：

next指向head的后繼節點（節點3）；

head的后繼指向pre（節點1）；

pre指向當前節點（節點2）；

head指向next節點（節點3）；

代碼：

next=head.next; head.next=pre; pre=head; head=next;

圖示：

4.1.2 代碼實現

package Solution;class Node {public int value;public Node next;public Node(int data) {this.value = data;} }public class ReverseList {public static void main(String[] args) {Node head=new Node(1);head.next=new Node(2);head.next.next=new Node(3);printList(head);Node revhead=reverseList(head);printList(revhead);}public static Node reverseList(Node head) {//head不為空Node pre=null;Node next=null;while(head!=null) {next=head.next;head.next=pre;pre=head;head=next;}return pre;}public static void printList(Node head) {while(head!=null) {System.out.print(head.value+" ");head=head.next;}System.out.println();}}

運行結果：

4.2 反轉雙向鏈表

4.2.1 分析

同樣準備兩個指針pre、next：

步驟和反轉單向鏈表一樣：

代碼：

next=head.next; head.next=pre; head.last=next; pre=head; head=next;

圖示：

4.2.2 代碼實現

package Solution;class DoubleNode {public int value;public DoubleNode last;public DoubleNode next;public DoubleNode(int data) {this.value = data;} } public class ReverseDoubleList {public static void main(String[] args) {DoubleNode head2 = new DoubleNode(1);head2.next = new DoubleNode(2);head2.next.last = head2;head2.next.next = new DoubleNode(3);head2.next.next.last = head2.next;head2.next.next.next = new DoubleNode(4);head2.next.next.next.last = head2.next.next;printDoubleList(head2);printDoubleList(reverseDoubleList(head2));}public static DoubleNode reverseDoubleList(DoubleNode head) {DoubleNode next=null;DoubleNode pre=null;while(head!=null) {next=head.next;head.next=pre;head.last=next;pre=head;head=next;}return pre;}public static void printDoubleList(DoubleNode head) {System.out.print("Double Linked List: ");DoubleNode end = null;while (head != null) {System.out.print(head.value + " ");end = head;head = head.next;}System.out.print("| ");while (end != null) {System.out.print(end.value + " ");end = end.last;}System.out.println();} }

運行結果：

5.求n的加法組合，將一個整數拆分成多個整數相加的形式， O(N)時間，O(N)空間

原博

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的算法练习day8——190326（猫狗队列、转圈打印矩阵、旋转正方形矩阵、反转单向双向链表、数N的加法组合）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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