数据结构线性单链表结构案例教学——双指针法的应用
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双指针实体识别的原理
"双指针"实体识别是一种基于两个指针或索引的方法,用于在文本中定位和标识实体。
这种方法通常被应用于处理具有上下文关系的实体,例如时间范围、价格区间等。
以下是双指针实体识别的基本原理:
1.左右指针移动:双指针方法通常使用两个指针,分别称为左指针和右指针。
这两个指针在文本中移动,以确定实体的起始位置和结束位置。
开始时,左指针和右指针通常指向文本的开头。
2.定义实体的规则:在进行实体识别之前,需要定义实体的规则或特征,以确定实体的边界。
这可以包括关键词、上下文模式、特定标记等。
这些规则有助于双指针在文本中进行定位。
3.左右指针的移动条件:移动左右指针的条件通常基于定义的规则。
例如,当左指针和右指针之间的文本满足实体的规则时,可以将右指针右移以扩展实体的边界。
反之,如果不满足规则,左指针或右指针可能会被移动以重新开始搜索。
4.实时更新实体边界:在双指针移动的过程中,实体的边界会实时更新。
当满足实体规则时,右指针右移,扩展实体的结束位置。
如果规则不再满足,可以考虑将左指针右移,缩小实体的开始位置。
5.处理复杂情况:在某些情况下,文本中可能存在多个实体,或者实体之间有交叉或重叠。
双指针方法需要考虑如何处理这些复杂情况,以确保准确地标识每个实体。
这种双指针实体识别方法通常在自然语言处理(NLP)任务中使用,如信息抽取、命名实体识别等。
它能够有效处理一些上下文相关的实体,使得在文本中精确定位实体的边界。
具体的实现方式和算法细节可能会根据具体的任务和需求而有所不同。
数据结构单链表实验报告实验目的:掌握单链表的基本操作,学会使用单链表实现各种算法。
实验内容:实现单链表的基本操作,包括创建、插入、删除、访问等。
利用单链表完成以下算法:- 单链表逆序- 查找单链表中的中间节点- 删除单链表中的倒数第K个节点- 合并两个有序单链表为一个有序单链表实验步骤:1. 创建单链表在创建单链表时,先定义一个结构体Node来表示链表中的节点,节点包括数据域和指针域,指针域指向下一个节点。
然后,用指针p指向链表的头节点,将头节点的指针域初始化为NULL。
2. 插入节点在单链表中插入节点的操作分为两种情况:- 在链表头插入节点- 在链表中间或尾部插入节点无论是哪种情况,先将新节点的指针域指向要插入的位置的下一个节点,再将要插入的位置的指针域指向新节点即可。
3. 删除节点删除链表节点的操作同样分为两种情况:- 删除头节点- 删除中间或尾部节点要删除头节点,先用一个指针将头节点指向的下一个节点保存起来,再将头节点释放掉。
要删除中间或尾部节点,先用一个指针指向要删除节点的前一个节点,然后将指向要删除节点的前一个节点的指针域指向要删除节点的下一个节点,最后将要删除的节点释放掉。
4. 单链表逆序单链表逆序可以使用三个指针来完成,分别为pre指针、cur指针和next指针。
首先将pre指针和cur指针指向NULL,然后循环遍历链表,将cur指针指向当前节点,将next指针指向当前节点的下一个节点,然后将当前节点的指针域指向pre指针,最后将pre指针和cur指针向前移动一个节点,继续进行循环。
5. 查找单链表中的中间节点查找单链表中的中间节点可以使用双指针法,将两个指针p1和p2都指向链表头,然后p1每次向前移动一个节点,而p2每次向前移动两个节点,当p2指向了链表尾部时,p1指向的节点即为中间节点。
6. 删除单链表中的倒数第K个节点删除单链表中的倒数第K个节点可以使用双指针法,在链表中定义两个指针p1和p2,p1指向链表头,p2指向第K个节点,然后p1和p2同时向前移动,直到p2指向链表尾部,此时p1指向的节点即为要删除的节点。
双指针算法是一种高效的编程技巧,在处理线性数据结构如数组和链表时尤为有用。
它通过同时维护两个或多个指针在数据结构上的位置,并根据特定条件调整这些指针的位置关系,来解决一系列复杂度较高的问题。
双指针方法通常可以将时间复杂度从O(n^2)降低到O(n),从而极大地提高了代码执行效率。
双指针算法的基本形式:1.同步指针:o两个同向移动的指针:在这种模式下,两个指针按照相同的方向遍历数据结构,例如在数组中,两个指针从头或尾部开始,逐步向中间靠拢。
这种策略常用于查找数组中的有效对(如数组中和为给定值的元素对)、去除重复元素等问题。
2.快慢指针:o两个不同步速的指针:其中一个指针(快指针)比另一个指针(慢指针)移动更快,通常是每次移动两个单位而非一个单位。
此策略适用于判断链表是否有环、找到环的入口点、找出链表的中点等场景。
3.对撞指针:o两个反向移动的指针:两个指针从两端开始向中间移动,直到相遇为止。
这种技术常用于去除重复字符形成唯一字符串、寻找旋转数组中的最小/最大元素、找出无重复子数组的最大长度等问题。
算法原理与应用实例:•删除排序数组中的重复项:在已排序的数组中,我们可以设置两个指针i和j,初始时都指向数组的第一个元素。
i指针用来遍历数组,j指针则指向最后一个未重复的元素之后的位置。
当i所指向的元素与j-1所指向的元素不同时,才将arr[i]的值复制到arr[j],并将j向前推进一位。
这样,j之前的区域就是去重后的数组部分。
•寻找两个有序数组的中位数:在一个问题中,有两个升序排列的数组,我们可以通过分别从两个数组头部开始移动两个指针,使得它们所指向的元素之和尽可能接近整个合并后数组的中位数,进而快速求解中位数。
•检查回文串:在字符串中确定是否为回文,可以通过使用一对指针分别从首尾开始向中间移动,比较对应位置上的字符是否相同,若所有对应字符都相同,则字符串为回文。
总之,双指针算法的核心在于利用指针之间的相对位置关系来巧妙地解决问题,其关键在于理解问题的本质并合理设计指针的移动规则,以达到解决问题的目的。
双指针总结什么是双指针算法?双指针算法是一种常用的解决问题的技巧,它通过使用两个指针在数组或链表中进行遍历,可以有效地解决一些复杂的问题。
双指针算法的优点是简单、高效,时间复杂度通常较低。
双指针算法的常见应用场景1.快慢指针:快慢指针常用于解决链表中的问题,如寻找链表的中点、判断链表是否有环等。
快指针一次移动两步,慢指针一次移动一步,利用它们的速度差来解决问题。
2.左右指针:左右指针通常用于解决数组或字符串中的问题,如两数之和、三数之和等。
左指针从数组的左侧开始移动,右指针从数组的右侧开始移动,通过调整指针的位置来解决问题。
快慢指针示例:判断链表是否有环class ListNode:def__init__(self, val=0, next=None):self.val = valself.next = nextdef hasCycle(head):if not head or not head.next:return Falseslow = headfast = head.nextwhile slow != fast:if not fast or not fast.next:return Falseslow = slow.nextfast = fast.next.nextreturn True上述示例中,我们定义了一个链表节点类ListNode,其中包含一个值val和一个指向下一个节点的指针next。
函数hasCycle判断链表是否有环,如果有环则返回 True,否则返回 False。
在函数内部,我们使用两个指针slow和fast分别初始化为链表的头节点。
slow每次移动一步,fast每次移动两步。
如果链表有环,则fast最终会追上slow,循环结束;如果链表没有环,则fast将会先到达链表的尾部,循环结束。
左右指针示例:两数之和def twoSum(nums, target):left, right =0, len(nums) -1while left < right:curr_sum = nums[left] + nums[right]if curr_sum == target:return [left, right]elif curr_sum < target:left +=1else:right -=1return []上述示例中,函数twoSum解决了一个经典的问题:找出数组中两个数的和等于给定的目标值target。
数据结构--数组、单链表和双链表介绍以及双向链表数组:数组有上界和下界,数组的元素在上下界内是连续的。
数组的特点是:数据是连续的;随机访问速度快。
数组中稍微复杂⼀点的是多维数组和动态数组。
对于C语⾔⽽⾔,多维数组本质上也是通过⼀维数组实现的。
⾄于动态数组,是指数组的容量能动态增长的数组;对于C语⾔⽽⾔,若要提供动态数组,需要⼿动实现;⽽对于C++⽽⾔,STL提供了Vector。
单向链表:单向链表(单链表)是链表的⼀种,它由节点组成,每个节点都包含下⼀个节点的指针。
表头为空,表头的后继节点是"节点10"(数据为10的节点),"节点10"的后继节点是"节点20"(数据为10的节点),"节点20"的后继节点是"节点30"(数据为20的节点),"节点30"的后继节点是"节点40"(数据为10的节点),......删除"节点30"删除之前:"节点20" 的后继节点为"节点30",⽽"节点30" 的后继节点为"节点40"。
删除之后:"节点20" 的后继节点为"节点40"。
在"节点10"与"节点20"之间添加"节点15"添加之前:"节点10" 的后继节点为"节点20"。
添加之后:"节点10" 的后继节点为"节点15",⽽"节点15" 的后继节点为"节点20"。
单链表的特点是:节点的链接⽅向是单向的;相对于数组来说,单链表的的随机访问速度较慢,但是单链表删除/添加数据的效率很⾼。
数据结构实验报告T1223-3-21余帅实验一实验题目:仅仅做链表部分难度从上到下1.双向链表,带表头,线性表常规操作。
2.循环表,带表头,线性表常规操作。
3.单链表,带表头,线性表常规操作。
实验目的:了解和掌握线性表的逻辑结构和链式存储结构,掌握单链表的基本算法及相关的时间性能分析。
实验要求:常规操作至少有:1.数据输入或建立2.遍历3.插入4.删除必须能多次反复运行实验主要步骤:1、分析、理解给出的示例程序。
2、调试程序,并设计输入数据,测试程序的如下功能:1.数据输入或建立2.遍历3.插入4.删除单链表示意图:headhead head 创建删除双向循环链表示意图:创建程序代码://单链表#include<iostream.h>#include<windows.h>const MAX=5;enum returninfo{success,fail,overflow,underflow,range_error}; int defaultdata[MAX]={11,22,33,44,55};class node{public:int data;node *next;};class linklist{private:node *headp;protected:int count;public:linklist();~linklist();bool empty();void clearlist();returninfo create(void);returninfo insert(int position,const int &item);returninfo remove(int position) ;returninfo traverse(void);};linklist::linklist(){headp = new node;headp->next = NULL;count=0;}linklist::~linklist(){clearlist();delete headp;}bool linklist::empty(){if(headp->next==NULL)return true;elsereturn false;}void linklist::clearlist(){node *searchp=headp->next,*followp=headp;while(searchp->next!=NULL){followp=searchp;searchp=searchp->next;delete followp;}headp->next = NULL;count = 0;}returninfo linklist::create(){node *searchp=headp,*newnodep;for(int i=0;i<MAX;i++){newnodep = new node;newnodep->data = defaultdata[i];newnodep->next = NULL;searchp->next = newnodep;searchp = searchp->next;count++;}searchp->next = NULL;traverse();return success;}returninfo linklist::insert(int position,const int &item) //插入一个结点{if(position<=0 || position>=count)return range_error;node *newnodep=new node,*searchp=headp->next,*followp=headp;for(int i=1; i<position && searchp!=NULL;i++){followp=searchp;searchp=searchp->next;}newnodep->data=item; //给数据赋值newnodep->next=followp->next; //注意此处的次序相关性followp->next=newnodep;count++; //计数器加一return success;}returninfo linklist::remove(int position) //删除一个结点{if(empty())return underflow;if(position<=0||position>=count+1)return range_error;node *searchp=headp->next,*followp=headp; //这里两个指针的初始值设计一前一后for(int i=1; i<position && searchp!=NULL;i++){followp=searchp;searchp=searchp->next;}followp->next=searchp->next; //删除结点的实际语句delete searchp; //释放该结点count--; //计数器减一return success;}returninfo linklist::traverse(void){node *searchp;if(empty())return underflow;searchp = headp->next;cout<<"连表中的数据为:"<<endl;while(searchp!=NULL){cout<<searchp->data<<" ";searchp = searchp->next;}cout<<endl;return success;}class interfacebase{public:linklist listface; //定义一个对象Cskillstudyonfacevoid clearscreen(void);void showmenu(void);void processmenu(void);};void interfacebase::clearscreen(void){system("cls");}void interfacebase::showmenu(void){cout<<"================================"<<endl;cout<<" 功能菜单 "<<endl;cout<<" 1.创建链表 "<<endl;cout<<" 2.增加结点 "<<endl;cout<<" 3.删除结点 "<<endl;cout<<" 4.遍历链表 "<<endl;cout<<" 0.结束程序 "<<endl;cout<<"======================================"<<endl;cout<<"请输入您的选择:";}void interfacebase::processmenu(void){int returnvalue,item,position;char menuchoice;cin >>menuchoice;switch(menuchoice) //根据用户的选择进行相应的操作{case '1':returnvalue=listface.create();if(returnvalue==success)cout<<"链表创建已完成"<<endl;break;case '2':cout<<"请输入插入位置:"<<endl;cin>>position;cout<<"请输入插入数据:"<<endl;cin>>item;returnvalue = listface.insert(position,item);if(returnvalue==range_error)cout<<"数据个数超出范围"<<endl;elsecout<<"操作成功!!!"<<endl;break;case '3':cout<<"输入你要删除的位置:"<<endl;cin>>position;returnvalue = listface.remove(position);if(returnvalue==underflow)cout<<"链表已空"<<endl;else if(returnvalue==range_error)cout<<"删除的数据位置超区范围"<<endl;elsecout<<"操作成功!!!"<<endl;break;case '4':listface.traverse();break;case '0':cout<<endl<<endl<<"您已经成功退出本系统,欢迎再次使用!!!"<<endl;system("pause");exit(1);default:cout<<"对不起,您输入的功能编号有错!请重新输入!!!"<<endl;break;}}void main(){interfacebase interfacenow;linklist listnow;system("color f0");interfacenow.clearscreen();while(1){interfacenow.showmenu();interfacenow.processmenu();system("pause");interfacenow.clearscreen();}}/* 功能:用双向循环链表存储数据1.创建链表2.增加结点3.删除结点4.遍历链表制作人:余帅内容:239行*/#include<iostream.h>#include<windows.h>const MAX=5;enum returninfo{success,fail,overflow,underflow,range_error}; int defaultdata[MAX]={11,22,33,44,55};class node{public:int data;node * next; //指向后续节点node * pre; //指向前面的节点};class linklist{private:node *headp;protected:int count;public:linklist();~linklist();bool empty();void clearlist();returninfo create(void);returninfo insert(int position,const int &item);returninfo remove(int position) ;returninfo traverse(void);};linklist::linklist(){headp = new node;headp->next = NULL;headp->pre = NULL;count=0;}linklist::~linklist(){clearlist();delete headp;}bool linklist::empty(){if(headp->next==NULL)return true;elsereturn false;}void linklist::clearlist(){node *searchp=headp->next,*followp=headp;while(searchp->next!=NULL){followp=searchp;searchp=searchp->next;delete followp;}headp->next = NULL;headp->pre = NULL;count = 0;}returninfo linklist::create(){node *searchp=headp,*newnodep;for(int i=0;i<MAX;i++){newnodep = new node;newnodep->data = defaultdata[i];newnodep->next = NULL;searchp->next = newnodep;newnodep->pre = searchp;searchp = searchp->next;count++;}searchp->next = headp;headp->pre = searchp;traverse();return success;}returninfo linklist::insert(int position,const int &item) //插入一个结点{if(position<=0 || position>count+1)return range_error;node *newnodep=new node;node *searchp=headp->next,*followp=headp;for(int i=1; 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单链表的实现与应用原理1. 单链表的定义及基本操作单链表是一种线性数据结构,由一系列结点组成,每个结点包含一个数据元素和一个指向下一个结点的指针。
单链表中的结点只能通过指针进行访问,而不能直接访问前一个结点。
基本的操作包括: - 创建单链表 - 插入结点 - 删除结点 - 查找结点 - 遍历单链表2. 单链表的创建创建一个空的单链表可以使用以下步骤:1. 声明一个头指针,初始化为NULL。
2. 根据需求动态申请内存,创建一个结点并将数据存储于其中。
3. 将头指针指向创建的结点。
3. 单链表的插入3.1 头插法头插法是指将新结点插入到单链表的表头位置。
插入操作包括以下步骤: 1. 创建新结点,将数据存储于其中。
2. 将新结点的指针指向原头结点。
3. 将头指针指向新结点。
3.2 尾插法尾插法是指将新结点插入到单链表的表尾位置。
插入操作包括以下步骤: 1. 创建新结点,将数据存储于其中。
2. 遍历单链表,找到最后一个结点。
3. 将最后一个结点的指针指向新结点。
4. 单链表的删除删除单链表中的一个结点需要注意以下几点:- 找到待删除结点的前一个结点,将其指针指向待删除结点的下一个结点。
- 释放待删除结点的内存空间。
5. 单链表的查找可以通过遍历单链表的方式查找特定的结点。
遍历操作包括以下步骤: 1. 从头结点开始,逐个向下访问结点。
2. 若结点的数据与目标数据相等,则找到目标结点。
3. 若遍历至链表末尾仍未找到目标结点,则表示目标结点不存在。
6. 单链表的应用原理单链表的应用非常广泛,主要体现在以下几个方面:6.1 数据存储单链表可以动态地存储数据,避免了静态数组需要预先分配固定大小空间的限制。
通过插入和删除结点的操作,可以灵活地存储和管理各种类型的数据。
6.2 数据结构单链表是许多其他数据结构的基础,例如栈、队列和图等。
通过将结点的指针指向后继结点,可以构建出各种复杂的数据结构。
6.3 算法实现许多常见的算法问题可以通过单链表来解决,例如反转链表、合并链表和判断链表是否存在环等。