Move 39 article to markdown format

lessons/java-core/039/Linked lists and queues.md

@@ -0,0 +1,147 @@
+# Queue и вариации на тему. Часть I. Структуры данных
+
+Следующий тип коллекций, с которым мы познакомимся – **Queue – очередь**.
+
+В рамках этого урока мы разберем несколько структур данных, которые применяются в коллекциях данного типа. В следующей
+части этого урока – познакомимся с имплементациями этих структур в рамках Collections Framework.
+
+В классическом представлении, Queue – структура данных, строящаяся на принципе **FIFO – first-in, first-out** (первый
+вошел – первый вышел). В целом, принцип достаточно очевиден и часто употребим в реальной жизни (куда чаще, чем также
+знакомый нам LIFO).
+
+Забавно, но программная реализация FIFO сложнее, чем LIFO:)
+
+Однако в Java под коллекциями типа Queue понимаются не только очереди в классическом представлении, а целый набор
+различных структур данных от связных списков (в разных вариациях) до стеков и, непосредственно, очередей. И не все
+очереди в итоге следуют FIFO. В общем, все не так просто, как хотелось бы.
+
+Итак, постараемся разобраться со структурами данных.
+
+## Структуры данных. Связный список.
+
+**Связный список** – одна из классических структур данных, минимальной самостоятельной частью которой является **узел
+(Node, нода)**, хранящий элемент(полезную нагрузку, в нашем случае - объект какого-то класса) и ссылку (ссылки) на
+следующий и/или предыдущий элемент(-ы).
+
+Из наиболее классических реализаций можно выделить **односвязный список** (есть ссылка на узел-вершину, каждый узел
+хранит элемент и ссылку на следующий элемент). В ссылке на следующий узел у последнего узла в списке будет `null`:
+
+![img.png](singlyLinkedList.png)
+
+С таким списком мы уже знакомы из практики к [уроку 28](https://telegra.ph/Generics-CHast-I-12-12). Там произошла
+некоторая путаница в названиях, но все же.
+
+Таким образом, односвязный список работает по принципу LIFO. Упоминаемый в практике выше **стек** – частный случай
+односвязного списка. Их разница в том, что при получении элемента стека – элемент удаляется из структуры данных. В
+контексте односвязного списка удаление элемента не регламентировано – оно может производиться или не производиться, в
+зависимости от потребностей конкретной реализации.
+
+На этом этапе мы можем положить в копилку 2 новые структуры данных: односвязный список и стек.
+
+## Двусвязный список
+
+Двусвязный список немногим сложнее односвязного, но гораздо более функционален.
+
+Двусвязный список представляет собой ссылки на первый и (опционально) последний узлы. Каждый узел хранит элемент, а
+также ссылки на следующий и предыдущий элементы:
+
+![img.png](doublyLinkedList.png)
+
+Поле ссылки на предыдущий элемент у первого узла списка содержит `null`. Также и поле ссылки на следующий элемент у
+последнего узла списка будет `null`.
+
+Двусвязный список может работать как по принципу FIFO, так и по принципу LIFO.
+
+Так, как стек является частным случаем односвязного списка, **двусторонняя (двусвязная) очередь (deque - double ended
+queue, дек)** является частным случаем двусвязного списка.
+
+Двусторонняя очередь – структура данных, в которой добавление и удаление элементов возможно как с начала, так и с конца.
+Пройти же вглубь очереди, не удаляя элементы, нельзя (так же, как и в стеке).
+
+На этом этапе в копилку структур данных отправляются еще две: двусвязный список и двусторонняя очередь.
+
+## Очередь
+
+Возвращаясь к классической очереди – queue – все немного сложнее с точки зрения реализации.
+
+Если стек реализовывать удобно – наличия вершины и ссылки на следующий элемент достаточно, то в случае с очередью
+необходимы:
+
+- ссылка на начало очереди, чтобы «доставать» (эту функцию называют в очередях и стеках _pop_) элементы;
+- на конец очереди, чтобы элементы «добавлять» (_push_);
+- ссылка на следующий узел у каждого из узлов, чтобы добавлять новые элементы и при этом иметь актуальную ссылку на
+  конец (хвост) очереди;
+- ссылка на предыдущий узел у каждого из узлов, чтобы при выходе (pop) первого элемента получать ссылку на новое начало
+  очереди.
+
+В итоге получается, что для реализации односвязной очереди тоже нужен двусвязный список.
+
+В общем-то, так и есть: одна из классических реализаций очереди основана на двусвязном списке. Альтернативные
+реализации – на базе массива (на его основе иногда (на самом деле, часто) реализуют и стек), а также в виде двух
+стеков (советую погуглить, выглядит достаточно оригинально).
+
+## Вместо итога
+
+Важно понимать, что некоторые структуры данных (в нашем случае – разные виды списков) регулируют лишь способ хранения
+данных, некоторые же (стек, очереди) – описывают допустимые способы обработки данных.
+
+При этом вторая группа структур более высокоуровневая и больше похожа на интерфейсы – стек/очереди описывают, что
+структура умеет (должна уметь) делать, но не говорят о том, как это сделать. Иными словами, описывают контракт
+взаимодействия.
+
+В то время как первая группа (списки) – не ограничивает в функциональности, предоставляя лишь инфраструктуру хранения
+данных и связь между ними (ссылки на следующий/предыдущий элемент).
+
+Также очень важно понимать, что рассмотренные выше структуры данных – не единственные. И даже не единственные в своем
+классе. Те же списки имеют массу реализаций, кроме двух рассмотренных. Например, кольцевые списки, развернутые списки,
+списки с пропусками и пр.
+
+Тема структур данных глубока, многогранна и интересна. Мы ее касаемся лишь минимально, на том уровне, который необходим
+для понимания инструментов, которые изучаем на данный момент. Но даже в отношении рассмотренных структур данных я
+рекомендую закрепить их понимание информацией со сторонних ресурсов. В обязательном порядке – посмотреть, какую
+функциональность должны предоставлять изученные структуры (особенно актуально для стека и очередей). Чем лучше вы
+разберетесь с этим сейчас, тем легче будет в дальнейшем.
+
+В следующем уроке мы рассмотрим реализации изученных структур в Java-коллекциях.
+
+#### С теорией на сегодня все!
+
+![img.png](../../../commonmedia/defaultFooter.jpg)
+
+Переходим к практике:
+
+## Задача 1 (*):
+
+Реализуйте односвязный список (можно использовать
+[реализацию](https://github.com/KFalcon2022/practical-tasks/blob/master/src/com/walking/lesson28_generics1/task4/structure/Stack.java)
+в рамках урока 28).
+
+Реализуйте метод, разворачивающий односвязный список (первый элемент должен стать последним, второй – предпоследним и
+т.д.).
+
+Также реализуйте метод, удаляющий все узлы, хэшкод элемента которых - четный.
+
+## Задача 2:
+
+Реализуйте структуру данных стек. Используйте односвязный список из Задачи 1. При этом изменять сам класс, реализующий
+односвязный список, недопустимо.
+
+## Задача 3:
+
+Реализуйте двусвязный список.
+
+Реализуйте метод, разворачивающий список.
+
+Также реализуйте метод, удаляющий все узлы, хэшкод элемента которых - четный.
+
+## Задача 4:
+
+Реализуйте одностороннюю очередь на базе двусвязного списка из Задачи 3.
+
+> Если что-то непонятно или не получается – welcome в комменты к посту или в лс:)
+>
+> Канал: https://t.me/ViamSupervadetVadens
+>
+> Мой тг: https://t.me/ironicMotherfucker
+>
+> **Дорогу осилит идущий!**