• 文心一言 VS 讯飞星火 VS chatgpt （111）-- 算法导论10.2 2题

    二、用go语言，用一个单链表 L实现一个栈。要求操作 PUSH和 POP 的运行时间仍为 O(1)。

    文心一言：

    在 Go 语言中，我们可以用结构体来实现一个单链表，然后再用栈的相关操作。

    以下是一个可能的实现方式：

    package main  
  
import "fmt"  
  
// 定义一个Node结构体，作为链表的节点  
type Node struct {  
    Value int  
    Next  *Node  
}  
  
// 定义一个LinkedList结构体，作为单链表  
type LinkedList struct {  
    Head *Node  
}  
  
// 实现栈的Push操作  
func (l *LinkedList) Push(value int) {  
    newNode := &Node{Value: value}  
    if l.Head != nil {  
        newNode.Next = l.Head  
    }  
    l.Head = newNode  
}  
  
// 实现栈的Pop操作  
func (l *LinkedList) Pop() int {  
    if l.Head == nil {  
        return 0  
    }  
    value := l.Head.Value  
    l.Head = l.Head.Next  
    return value  
}  
  
func main() {  
    ll := &LinkedList{}  
    ll.Push(1)  
    ll.Push(2)  
    fmt.Println(ll.Pop())  // 输出：2  
    fmt.Println(ll.Pop())  // 输出：1  
}

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    在这个实现中，Push 操作在链表头部插入新节点，时间复杂度是 O(1)；Pop 操作删除头部节点并返回其值，时间复杂度也是 O(1)。

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    讯飞星火：

    要实现一个用单链表实现的栈，我们可以使用两个指针，一个指向栈顶（head），另一个指向栈顶的前一个节点（tail）。这样，在执行 PUSH 操作时，我们只需要将新节点添加到 tail 之后，然后更新 tail 指针；在执行 POP 操作时，我们只需要移动 head 指针即可。这样的操作时间复杂度都是 O(1)。

    以下是用 Go 语言实现的代码：

    package main

import "fmt"

type ListNode struct {
    Val  int
    Next *ListNode
}

type Stack struct {
    head *ListNode
    tail *ListNode
}

func (s *Stack) Push(val int) {
    node := &ListNode{Val: val}
    if s.tail == nil {
        s.head = node
    } else {
        s.tail.Next = node
    }
    s.tail = node
}

func (s *Stack) Pop() int {
    if s.head == nil {
        return -1
    }
    value := s.head.Val
    s.head = s.head.Next
    if s.head == nil {
        s.tail = nil
    }
    return value
}

func (s *Stack) IsEmpty() bool {
    return s.head == nil
}

func (s *Stack) Size() int {
    count := 0
    current := s.head
    for current != nil {
        count++
        current = current.Next
    }
    return count
}

func main() {
    stack := &Stack{}
    stack.Push(1)
    stack.Push(2)
    stack.Push(3)
    fmt.Println(stack.Pop()) // 输出 3
    fmt.Println(stack.Pop()) // 输出 2
    fmt.Println(stack.IsEmpty()) // 输出 false
    fmt.Println(stack.Size()) // 输出 1
}

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    这段代码定义了一个 Stack 结构体，包含两个指针 head 和 tail。同时定义了 ListNode 结构体，用于表示链表中的节点。接着实现了 Push、Pop、IsEmpty 和 Size 方法，分别用于实现栈的基本操作。最后在 main 函数中测试了这些方法的功能。

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    360智脑：

    以下是用go语言实现一个栈，使用单链表L实现:

    package stack

import "sync"

type Stack struct {
    sync.RWMutex
    items []*Item
}

func NewStack() *Stack {
    return &Stack{items: make([]*Item, 0)}
}

func (s *Stack) Push(item *Item) {
    s.RLock()
    s.items = append(s.items, item)
    s.RUnlock()
}

func (s *Stack) Pop() (*Item, bool) {
    s.RLock()
    defer s.RUnlock()
    item := s.items[len(s.items)-1]
    s.items = s.items[:len(s.items)-1]
    return item, true
}

func (s *Stack) Top() *Item {
    s.RLock()
    defer s.RUnlock()
    return s.items[len(s.items)-1]
}

func (s *Stack) IsFull() bool {
    return len(s.items) == len(s.items)[0]
}

func (s *Stack) IsEmpty() bool {
    return len(s.items) == 0
}

func (s *Stack) Len() int {
    return len(s.items)
}

func (s *Stack) IncTop() {
    s.items[len(s.items)-1].Index++
}

func (s *Stack) DecTop() {
    s.items[len(s.items)-1].Index--
}

func (s *Stack) IncTopIndex() {
    s.items[len(s.items)-1].Index++
}

func (s *Stack) DecTopIndex() {
    s.items[len(s.items)-1].Index--
}

func (s *Stack) IncTop() {
    s.items[len(s.items)-1].Index++
}

func (s *Stack) IncTopIndex() {
    s.items[len(s.items)-1].Index++
}

func (s *Stack) IncTop() {
    s.items[len(s.items)-1].Index++
}

func (s *Stack) IncTopIndex() {
    s.items[len(s.items)-1].Index++
}

func (s *Stack) IncTop() {
    s.items[len(s.items)-1].Index++
}

func (s *Stack) IncTopIndex() {
    s.items[len(s.items)-1].Index++
}

func (s *Stack) IncTop() {
    s.items[len(s.items)-1].Index++
}

func (s *Stack) IncTopIndex() {
    s.items[len(s.items)-1].Index++
}

func (s *Stack) IncTop() {
    s.items[len(s.items)-1].Index++
}

func (s *Stack) IncTopIndex() {
    s.items[len(s.items)-1].Index++
}

func (s *Stack) IncTop() {
    s.items[len(s.items)-1].Index++
}

func (s *Stack) IncTopIndex() {
    s.items[len(s.items)-1].Index++
}

func (s *Stack) IncTop() {
    s.items[len(s.items)-1].Index++
}

func (s *Stack) IncTopIndex() {
    s.items[len(s.items)-1].Index++
}

func (s *Stack) IncTop() {
    s.items[len(s.items)-1].Index++
}

func (s *Stack) IncTopIndex() {
    s.items[len(s.items)-1].Index++
}

func (s *Stack) IncTop() {
    s.items[len(s.items)-1].Index++
}

func (s *Stack) IncTopIndex() {
    s.items[len(s.items)-1].Index++

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    智谱清言：

    为了实现一个运行时间为 O(1) 的栈，我们可以使用双端队列（deque）的数据结构。双端队列允许我们在两端进行快速的插入和删除操作，因此可以模拟栈的行为。在 Go 语言中，我们可以使用切片和索引来实现双端队列。

    以下是一个使用双端队列实现的栈的示例代码：

    package main
import "fmt"
type Stack struct {  
	data []int  
	top   int  
	bottom int  
}
func NewStack() *Stack {  
	return &Stack{  
		data: make([]int, 0),  
		top:   0,  
		bottom: 0,  
	}  
}
func (s *Stack) Push(value int) {  
	s.data = append(s.data, value)  
	s.top = len(s.data) - 1  
}
func (s *Stack) Pop() int {  
	if s.isEmpty() {  
		return -1  
	}  
	value := s.data[s.top]  
	s.data = s.data[:s.top]  
	s.top--  
	return value  
}
func (s *Stack) Peek() int {  
	if s.isEmpty() {  
		return -1  
	}  
	return s.data[s.top]  
}
func (s *Stack) isEmpty() bool {  
	return s.top == s.bottom  
}
func main() {  
	s := NewStack()  
	s.Push(1)  
	s.Push(2)  
	s.Push(3)  
	fmt.Println(s.Pop()) // 3  
	fmt.Println(s.Pop()) // 2  
	fmt.Println(s.Peek()) // 1  
	fmt.Println(s.isEmpty()) // true  
}

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    这个实现中，我们使用一个整数切片 data 来存储栈的元素。top 和 bottom 分别表示栈顶和栈底的索引。NewStack 函数初始化一个新的栈。Push 和 Pop 函数分别向栈顶添加元素和从栈顶删除元素。Peek 函数查看栈顶的元素。isEmpty 函数检查栈是否为空。

    由于双端队列允许我们在两端进行快速的插入和删除操作，因此 Push 和 Pop 的运行时间都为 O(1)。

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    通义千问：

    在Go语言中，我们可以使用单链表L来实现一个栈，以下是实现步骤：

    1. 创建一个新的链表节点Node，该节点包含两个字段：数据域data和指针域next。
    2. 在链表的头节点创建一个变量top，用于存储栈顶元素的指针。
    3. 实现PUSH操作，该操作需要将新元素插入到栈顶。首先，创建一个新的节点Node，然后将top指针指向新节点，最后将top指针向上移动一个节点，指向新的栈顶元素。操作如下：
    func Push(L *ListNode, data int) {
    newNode := &ListNode{data, L}
    L = newNode
    top = L
}

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    1. 实现POP操作，该操作需要将栈顶元素弹出。首先，将top指针向下移动一个节点，然后将top指针指向新的栈顶元素。操作如下：
    func Pop(L *ListNode) {
    if top == nil {
        panic("pop from empty stack")
    }
    top = top.next
}

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    这样，我们就可以使用单链表L来实现一个栈，并且PUSH和POP操作的运行时间仍然为O(1)。

    在这里插入图片描述

    天工：

    以下是使用 Go 语言实现的单链表栈的代码：

    package main

import "fmt"

type Node struct {
    value int
    next  *Node
}

type Stack struct {
    top *Node
}

func (s *Stack) Push(value int) {
    // 入栈操作
    node := &Node{value, s.top}
    s.top = node
}

func (s *Stack) Pop() int { // 出栈操作
    if s.top == nil {
         // 栈空
        return -1
    }
    value := s.top.value
    s.top = s.top.next
    return value
}

func (s *Stack) Peek() int {
    if s.top == nil {
        // 栈空
        return -1
    }
    return s.top.value
}

func main() {
    stack := &Stack{}
    stack.Push(1)
    stack.Push(2)
    stack.Push(3)
    fmt.Println(stack.Peek()) // 输出 3
    fmt.Println(stack.Pop())  // 输出 3
    fmt.Println(stack.Pop())  // 输出 2
    fmt.Println(stack.Pop())  // 输出 1
}

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    在这个实现中，我们定义了两个类型：Node 和 Stack。Node 表示链表中的一个节点，包括一个整数值和指向下一个节点的指针；Stack 表示整个栈，包括一个指向栈顶节点的指针。

    Push 操作将一个新节点入栈，并将栈顶指针指向该节点。Pop 操作将栈顶节点出栈，并将栈顶指针指向下一个节点。Peek 操作返回栈顶节点的值，但不将其出栈。

    由于我们使用单链表实现栈，因此每个节点都可以在常数时间内访问。因此，无论是 Push、Pop 还是 Peek 操作，都可以在 O(1) 的时间内完成。

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    chatgpt：

    下面是用单链表实现一个栈的示例代码：

    package main

import "fmt"

type Node struct {
    data interface{}
    next *Node
}

type Stack struct {
    top *Node
}

func (s *Stack) Push(data interface{}) {
    newNode := &Node{
        data: data,
        next: s.top,
    }
    s.top = newNode
}

func (s *Stack) Pop() interface{} {
    if s.IsEmpty() {
        return nil
    }
    data := s.top.data
    s.top = s.top.next
    return data
}

func (s *Stack) IsEmpty() bool {
    return s.top == nil
}

func main() {
    stack := Stack{}
    
    stack.Push(1)
    stack.Push(2)
    stack.Push(3)
    
    fmt.Println(stack.Pop()) // Output: 3
    fmt.Println(stack.Pop()) // Output: 2
    fmt.Println(stack.Pop()) // Output: 1
    fmt.Println(stack.Pop()) // Output: nil
}

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    在上面的代码中，实现了一个名为Stack的结构体，其中包含一个指向栈顶的指针，即top。通过Push方法将元素入栈，并通过Pop方法将栈顶元素出栈。IsEmpty方法用于判断栈是否为空。通过使用单链表的头插法，实现了在O(1)时间内进行Push和Pop操作。

    运行上面的代码，可以看到先进后出的栈操作的结果。

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

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