利用Java函数实现数据结构和算法中的常见问题

Java函数可以方便地实现许多数据结构和算法中的常见问题。以下是几个例子：

1. 数组反转

数组反转是一个常见的问题，可以使用Java自带的Arrays类中的静态方法reverse()来实现。示例代码如下：

int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};
Arrays.reverse(arr);
System.out.println(Arrays.toString(arr)); // [5, 4, 3, 2, 1]

2. 链表反转

链表反转是数据结构中经常遇到的一个问题，可以使用迭代或递归来实现。以下是一种用迭代的方式：

ListNode reverse(ListNode head) {
    ListNode prev = null;
    ListNode curr = head;
    while (curr != null) {
        ListNode next = curr.next;
        curr.next = prev;
        prev = curr;
        curr = next;
    }
    return prev;
}

3. 查找最大子数组

最大子数组问题是通过比较所有子数组来找出具有最大和的连续子数组。可以使用分治或动态规划来解决。以下是动态规划的一种实现方法：

int maxSubArray(int[] nums) {
    int n = nums.length;
    int[] dp = new int[n];
    dp[0] = nums[0];
    int maxSum = dp[0];

    for (int i = 1; i < n; i++) {
        dp[i] = Math.max(nums[i], dp[i-1] + nums[i]);
        maxSum = Math.max(maxSum, dp[i]);
    }

    return maxSum;
}

4. 实现堆

堆是一种数据结构，可以使用Java中的PriorityQueue类轻松地实现。以下是一些关于堆的操作：

PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<>();
pq.add(5); // 添加元素
pq.peek(); // 返回堆顶元素
pq.poll(); // 删除并返回堆顶元素
pq.size(); // 返回堆的大小

5. 实现字典树

字典树是一种多叉树，主要用于字符串的查找和存储。以下是一个简单的实现：

class Trie {
    class Node {
        boolean isEnd;
        Node[] children;
        Node() {
            isEnd = false;
            children = new Node[26];
        }
    }

    private Node root;

    Trie() {
        root = new Node();
    }

    public void insert(String word) {
        Node node = root;
        for (char c : word.toCharArray()) {
            int idx = c - 'a';
            if (node.children[idx] == null) {
                node.children[idx] = new Node();
            }
            node = node.children[idx];
        }
        node.isEnd = true;
    }

    public boolean search(String word) {
        Node node = root;
        for (char c : word.toCharArray()) {
            int idx = c - 'a';
            if (node.children[idx] == null) {
                return false;
            }
            node = node.children[idx];
        }
        return node.isEnd;
    }

    public boolean startsWith(String prefix) {
        Node node = root;
        for (char c : prefix.toCharArray()) {
            int idx = c - 'a';
            if (node.children[idx] == null) {
                return false;
            }
            node = node.children[idx];
        }
        return true;
    }
}

以上是几个在Java中实现数据结构和算法常见问题的示例。这些代码可以帮助你更好地理解和实践这些算法和数据结构的实现。