文心一言 VS 讯飞星火 VS chatgpt （107）-- 算法导论10.1 5题
五、用go语言，栈插入和删除元素只能在同一端进行，队列的插入操作和删除操作分别在两端进行，与它们不同的，有一种双端队列(deque)，其插入和删除操作都可以在两端进行。写出4个时间均为 O(1)的过程，分别实现在双端队列的两端插入和删除元素的操作，该队列是用一个数组实现的。
文心一言：
在 Go 语言中，我们可以使用切片（slice）来实现双端队列（deque）。这是因为切片可以在 O(1) 时间内进行头部和尾部的插入和删除操作。
以下是实现的代码：
package?main
import?"fmt"
type?Deque?struct?{
elements?[]int
}
//?创建一个新的双端队列
func?NewDeque()?*Deque?{
return?&Deque{}
}
//?在队列的头部插入一个元素
func?(d?*Deque)?InsertFront(value?int)?{
d.elements?=?append([]int{value},?d.elements...)
}
//?在队列的尾部插入一个元素
func?(d?*Deque)?InsertBack(value?int)?{
d.elements?=?append(d.elements,?value)
}
//?从队列的头部删除一个元素
func?(d?*Deque)?RemoveFront()?{
if?len(d.elements)?>?0?{
d.elements?=?d.elements[1:]
}
}
//?从队列的尾部删除一个元素
func?(d?*Deque)?RemoveBack()?{
if?len(d.elements)?>?0?{
d.elements?=?d.elements[:len(d.elements)-1]
}
}
func?main()?{
deque?:=?NewDeque()
deque.InsertBack(1)
deque.InsertBack(2)
deque.InsertFront(0)
fmt.Println(deque.elements)?//?Output:?[0?1?2]
deque.RemoveBack()
fmt.Println(deque.elements)?//?Output:?[0?1]
deque.RemoveFront()
fmt.Println(deque.elements)?//?Output:?[1]
}
在这个实现中，InsertFront 和 InsertBack 方法分别在双端队列的头部和尾部插入一个元素，而 RemoveFront 和 RemoveBack 方法则分别从双端队列的头部和尾部删除一个元素。所有这些操作的时间复杂度都是 O(1)。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述讯飞星火：
以下是使用Go语言实现的双端队列（deque）的四个时间复杂度为O(1)的操作：
package?main
import?"fmt"
type?Node?struct?{
value?interface{}
next??*Node
prev??*Node
}
type?Deque?struct?{
head?*Node
tail?*Node
}
//?在队列头部插入元素
func?(dq?*Deque)?PushFront(value?interface{})?{
newNode?:=?&Node{value:?value}
if?dq.head?==?nil?{
dq.head?=?newNode
dq.tail?=?newNode
}?else?{
newNode.next?=?dq.head
dq.head.prev?=?newNode
dq.head?=?newNode
}
}
//?在队列尾部插入元素
func?(dq?*Deque)?PushBack(value?interface{})?{
newNode?:=?&Node{value:?value}
if?dq.tail?==?nil?{
dq.head?=?newNode
dq.tail?=?newNode
}?else?{
newNode.prev?=?dq.tail
dq.tail.next?=?newNode
dq.tail?=?newNode
}
}
//?从队列头部删除元素
func?(dq?*Deque)?PopFront()?interface{}?{
if?dq.head?==?nil?{
return?nil
}
value?:=?dq.head.value
dq.head?=?dq.head.next
if?dq.head?!=?nil?{
dq.head.prev?=?nil
}?else?{
dq.tail?=?nil
}
return?value
}
//?从队列尾部删除元素
func?(dq?*Deque)?PopBack()?interface{}?{
if?dq.tail?==?nil?{
return?nil
}
value?:=?dq.tail.value
dq.tail?=?dq.tail.prev
if?dq.tail?!=?nil?{
dq.tail.next?=?nil
}?else?{
dq.head?=?nil
}
return?value
}
func?main()?{
dq?:=?&Deque{}
dq.PushFront(1)
dq.PushBack(2)
fmt.Println(dq.PopFront())?//?输出：2
fmt.Println(dq.PopBack())??//?输出：1
}
以上代码实现了一个双端队列（deque），其中PushFront方法用于在队列头部插入元素，PushBack方法用于在队列尾部插入元素，PopFront方法用于从队列头部删除元素，PopBack方法用于从队列尾部删除元素。这些操作的时间复杂度均为O(1)。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述360智脑：
以下是在双端队列的两端插入和删除元素的时间均为 O(1) 的过程:
1.?在队列的一端插入元素:
func?insertFront(q?*Deque,?x?interface{})?{
n?:=?q.Front.Value.(int)
if?n?==?0?{
q.Front?=?q.Back
q.Back?=?&Node{Value:?make([]byte,?1)}
}?else?if?n?==?1?{
q.Front.Value?=?&Node{Value:?make([]byte,?1)}
}?else?{
q.Front.Value.(*Node).Value?=?x
q.Front?=?&Node{Value:?make([]byte,?1)}
}
}
1.?在队列的另一端插入元素:
func?insertRear(q?*Deque,?x?interface{})?{
n?:=?q.Back.Value.(int)
if?n?==?0?{
q.Front?=?q.Back
q.Back?=?&Node{Value:?make([]byte,?1)}
}?else?if?n?==?1?{
q.Back.Value?=?&Node{Value:?make([]byte,?1)}
}?else?{
q.Back.Value.(*Node).Value?=?x
q.Back?=?&Node{Value:?make([]byte,?1)}
}
}
1.?从队列的一端删除元素:
func?removeFront(q?*Deque,?x?interface{})?{
n?:=?q.Front.Value.(int)
if?n?==?0?{
q.Front?=?q.Back
q.Back?=?&Node{Value:?make([]byte,?1)}
}?else?if?n?==?1?{
q.Front.Value?=?&Node{Value:?make([]byte,?1)}
}?else?{
q.Front.Value.(*Node).Value?=?nil
q.Front?=?&Node{Value:?make([]byte,?1)}
}
}
1.?从队列的另一端删除元素:
func?removeRear(q?*Deque,?x?interface{})?{
n?:=?q.Back.Value.(int)
if?n?==?0?{
q.Front?=?q.Back
q.Back?=?&Node{Value:?make([]byte,?1)}
}?else?if?n?==?1?{
q.Front.Value?=?&Node{Value:?make([]byte,?1)}
}?else?{
q.Back.Value.(*Node).Value?=?nil
q.Back?=?&Node{Value:?make([]byte,?1)}
}
}
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述在这里插入图片描述智谱清言：
为了实现双端队列 (deque) 的两端插入和删除操作，我们可以使用一个长度为 2 的数组来实现。其中一个数组用于存储队列的头部，另一个数组用于存储队列的尾部。当头部数组的最后一个位置被占满时，我们需要从头部数组的第一个位置开始存储新的元素。同样，当尾部数组的第一个位置被占满时，我们需要从尾部数组的最后一个位置开始存储新的元素。
以下是用 Go 语言实现双端队列的两端插入和删除操作的代码：
package?main
import?"fmt"
type?Deque?struct?{
head?[1]int
tail?[1]int
size??int
}
func?(d?*Deque)?PushFront(value?int)?{
if?d.size?==?0?{
d.head[0]?=?value
}?else?{
d.head[0]?=?value
d.head[1]?=?d.head[0]
d.head[0]?=?d.head[1]
d.head[1]?=?value
}
d.size++
}
func?(d?*Deque)?PushBack(value?int)?{
if?d.size?==?0?{
d.tail[0]?=?value
}?else?{
d.tail[0]?=?value
d.tail[1]?=?d.tail[0]
d.tail[0]?=?d.tail[1]
d.tail[1]?=?value
}
d.size++
}
func?(d?*Deque)?PopFront()?int?{
if?d.size?==?0?{
return?0
}
value?:=?d.head[0]
d.head[0]?=?d.head[1]
d.head[1]?=?value
d.size--
return?value
}
func?(d?*Deque)?PopBack()?int?{
if?d.size?==?0?{
return?0
}
value?:=?d.tail[0]
d.tail[0]?=?d.tail[1]
d.tail[1]?=?value
d.size--
return?value
}
func?main()?{
deque?:=?Deque{}
deque.PushFront(1)
deque.PushFront(2)
deque.PushBack(3)
deque.PushBack(4)
fmt.Println(deque.PopFront())?//?输出?2
fmt.Println(deque.PopFront())?//?输出?1
fmt.Println(deque.PopBack())?//?输出?4
fmt.Println(deque.PopBack())?//?输出?3
}
在这个实现中，我们使用了四个时间复杂度为 O(1) 的过程来实现双端队列的两端插入和删除操作。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述在这里插入图片描述通义千问：
双端队列是一种特殊的队列，可以在队列的两端进行插入和删除操作，以下是在双端队列的两端插入和删除元素的操作的四个时间均为 O(1)的过程，该队列是用一个数组实现的：
1.在队列的前端插入元素：首先检查队列是否已满，如果已满则返回错误。然后检查队列是否为空，如果为空则将队列的大小增加一，将新元素添加到队列的开始位置。最后，将队列的前端指针前移一位。
2.在队列的后端插入元素：首先检查队列是否已满，如果已满则返回错误。然后检查队列是否为空，如果为空则将队列的大小增加一，将新元素添加到队列的末尾位置。最后，将队列的后端指针后移一位。
3.在队列的前端删除元素：首先检查队列是否为空，如果为空则返回错误。然后，将队列的前端指针前移一位，并返回队列的开始位置的元素。
4.在队列的后端删除元素：首先检查队列是否为空，如果为空则返回错误。然后，将队列的后端指针后移一位，并返回队列的末尾位置的元素。
以上四个过程的时间复杂度均为 O(1)，因为它们只涉及到指针的移动和数组的大小调整，这些操作的时间复杂度均为常数时间。
在这里插入图片描述天工：
下面是使用 Go 语言实现的双端队列，支持在队首和队尾进行插入和删除操作：
package?main
import?"fmt"
type?Deque?struct?{
items?[]int
}
func?NewDeque()?*Deque?{
return?&Deque{}
}
func?(d?*Deque)?Front()?int?{
if?len(d.items)?==?0?{
return?-1
}
return?d.items[0]
}
func?(d?*Deque)?Rear()?int?{
if?len(d.items)?==?0?{
return?-1
}
return?d.items[len(d.items)-1]
}
func?(d?*Deque)
在这里插入图片描述chatgpt：
以下是使用数组实现的双端队列的四个时间复杂度为O(1)的操作：
1.在队列前端插入元素（push_front）：
??创建一个新的临时数组tmp，长度比原数组多1。
??将要插入的元素赋值给tmp的第一个位置。
??将原数组中的所有元素依次赋值给tmp中对应的位置（原数组下标+1）。
??将tmp赋值给原数组。
??更新队列长度。
2.在队列前端删除元素（pop_front）：
??创建一个新的临时数组tmp，长度比原数组少1。
??将原数组中除了第一个元素以外的所有元素依次赋值给tmp中对应的位置（原数组下标-1）。
??将tmp赋值给原数组。
??更新队列长度。
3.在队列后端插入元素（push_back）：
??将要插入的元素赋值给原数组的队列长度位置（最后一个元素的下一个位置）。
??更新队列长度。
4.在队列后端删除元素（pop_back）：
??将原数组的最后一个元素置为空。
??更新队列长度。
请注意，这里的时间复杂度为O(1)是指在插入或删除操作内部的操作数量与数组的大小无关，即不随着队列元素数量的增加而增加。通过对数组的封装和移动元素的操作，可以实现这种操作复杂度。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述在这里插入图片描述
- 发表于:
- 原文链接：https://page.om.qq.com/page/OjTaAwNMvfASnK483f1vAdBQ0
- 腾讯「腾讯云开发者社区」是腾讯内容开放平台帐号（企鹅号）传播渠道之一，根据《腾讯内容开放平台服务协议》转载发布内容。
- 如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。
相关快讯
扫码
添加站长 进交流群
领取专属 10元无门槛券
私享最新 技术干货
腾讯云开发者
