算法学习06：数组模拟：单/双链表，栈和队列，单调栈/队列

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算法学习06：数组模拟：单/双链表，栈和队列，单调栈/队列
前言
一、链表
- 1.单链表
- 2.双链表
二、栈和队列
- 1.普通栈、队列
- 2.单调栈
- 3.单调队列
三、拓展：ios::sync_with_stdio(false) 和 cin.tie(0) 对cin，cout速率的影响：
总结

前言

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提示：以下是本篇文章正文内容：

一、链表

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1.单链表

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#include <iostream>using namespace std;const int N = 100000 + 10;//head：表示头结点的下标
//e[i]：表示结点i的值
//ne[i]：表示结点i的next指针是多少
//idx：存储当前已经用到了那个点（从0开始）
int head, e[N], ne[N], idx;//初始化：
void init()
{head = -1;idx = 0;} //将x插入到头结点：
void add_to_head(int x)
{e[idx] = x;ne[idx] = head;head = idx;idx ++;} // 将x插入到下标是k的点后面：void add(int k, int x){e[idx] = x;ne[idx] = ne[k];ne[k] = idx;idx ++;} // 将下标是k的点后面的点删除
void remove(int k)
{ne[k] = ne[ne[k]];} int main()
{int m;cin >> m;init();while(m --){char op;int x, k;cin >> op;if(ip == 'H'){cin >> x;add_to_head(x);}else if(ip == 'D'){cin >> k;if(!k) head = ne[head];//注意1：删除头结点 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;
}

2.双链表

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#include <iostream>using namespace std;const int N = 100000 + 10;int m;
int e[N], l[N], r[N], idx;//初始化：
void init()
{//0表示左端点，1表示右端点r[0] = 1, l[1] = 0;idx = 2; } //在下标是k的结点后，插入x ： 
void add(int k, int x)
{e[idx] = x;r[idx] = r[k];//idx的右边 l[idx] = k;//idx的左边 l[r[k]] = idx;//k右边结点的左边 r[k] = idx;//k的右边 
}//删除第k个点：
void remove(int k)
{r[l[k]] = r[k];//k左边节点的右边，连接k的右边的结点 l[r[k]] = l[k];//k右边结点的左边，连接k的左边的结点 }

二、栈和队列

1.普通栈、队列

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#include <iostream>using namespace std;const int N = 100000 + 10;// ***************************栈：int stk[N], tt;//stk：栈， tt：栈顶//插入：
stk[++ tt] = x;//从 1 开始//弹出：
tt --;// 判断栈是否为空：(伪代码)
if(tt > 0) not empty;
else empty;// 栈顶 ：
stk[tt];// ***************************队列：
int q[N], hh, tt = -1;//hh：对头， tt：对尾// 插入：
q[++ tt] = x; // 弹出：
hh ++;// 判断队列是否为空：
if(hh <= tt) not empty;
else empty;// 取出对头元素： 
q[hh];

2.单调栈

例题：给一个长度为N的整数序列，输出每个数昨天第一个比他小的数，如果不存在就输出-1。

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//例题：给一个长度为N的整数序列，输出每个数昨天第一个比他小的数，
//如果不存在就输出-1。
#include <iostream>using namespace std;const int N = 100000 + 10;int n;
int stk[N], tt;int main()
{cin >> n;for(int i = 0; i < n; i ++){int x;cin >> x;//单调栈 //在我们维护的栈中，移去比当前数“x”大的数 while(tt & stk[tt] >= x) tt--;//此时，栈顶元素就是 最近的 小于x的数if(tt) cout << stk[tt] << endl;else cout << -1 << end;stk[++ tt] = x;//将x进栈，仍然可以维护 单调栈。 }return 0;
}

3.单调队列

题目：给定一个大小为n<=10^6的数组，有一个大小为k的滑动窗口，它从数组的最左边移动感到最右边，你只能找窗口中看到k个数字。
你的任务是确定滑动窗口位于每个位置是，窗口中的最小值和最大值。

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//题目：给定一个大小为n<=10^6的数组，有一个大小为k的滑动窗口，
//它从数组的最左边移动感到最右边，你只能找窗口中看到k个数字。
//你的任务是确定滑动窗口位于每个位置是，窗口中的最大值和最小值。#include <iostream>using namespace std;const int N = 100000 + 10;int n, k;
int a[N], q[N];//q：队列，队列存储的是 下标 int main()
{scanf("%d%d", &n, &k);for(int i = 0; i < n; i ++) scnaf("%d", %a[i]);//窗口中的最小值int hh = 0, tt = -1;for(int i = 0; i < n; i ++) {//判断对头是否已经 划出窗口：//使用if？每次移动一格。 if(hh <= tt && i - k + 1 > q[hh]) hh ++; //将窗口内大于的元素 出队列（为什么从后面出队列？分析题目所得。while(hh <= tt && a[q[tt] >= a[i]]) tt --;q[++ tt] = i;//要先加入，i对应的值可能是最小的 if(i >= k - 1) printf("%d", a[q[hh]]);	} put(" "); //窗口中的最大值int hh = 0, tt = -1;for(int i = 0; i < n; i ++) {//判断对头是否已经 划出窗口：if(hh <= tt && i - k + 1 > q[hh]) hh ++;while(hh <= tt && a[q[tt] <= a[i]]) tt --;q[++ tt] = i;//i对应的值可能是最大的 if(i >= k - 1) printf("%d", a[q[hh]]);	} put(" "); return 0;}

三、拓展：ios::sync_with_stdio(false) 和 cin.tie(0) 对cin，cout速率的影响：

拓展：关于输入的速率问题
（1）cin，cout (1394ms)
（2）scanf，printf (133ms)
（3）ios::sync_with_stdio(false); + cin (1182ms)
（4）cin.tie(0); (141ms)
应用别人的博客来解释cin，cout的速率问题😍