数据结构————链表及其简单应用2

链表及其简单应用2

1.前言

• 在我的上一篇博客中，介绍和链表是什么和链表的基本操作，即创建输出，增删改查。这些是链表应用的基础，几乎所有链表的应用都是在这些的基础上进行的延伸和融合。所以对于链表的基本操作一定要做到熟练掌握。
• 在我的上篇博客中还写了一些关于链表的应用。
  
  • 升序合并
  • 基于链表的冒泡和插入排序
  • 删除a链中于b链重复的节点
  • n个小孩报数问题
  • 简单的学生管理系统
• 在上篇博客写完后，又学习了一些关于链表的应用，所以写这片博客跟大家分享一下
  
  • 链表的逆置
  • 两个升序合并为降序
  • 两个长度不同的链表交叉合并
  • 简易通讯录
  • 约瑟夫环问题

2.链表的逆置

1. 方法一

• 思路：
  灵活运用头插法进行逆置，初始为一个头节点，找一个临时指针存下一个节点地址，将下一个节点以头插法的形式插入（插入前备份指针域）。
• 核心代码

//插入节点的指针域（下一个节点的地址）备份pTemp1=pTemp2;pTemp2=pTemp1->next;//头插pTemp1->next=pHead->next;pHead->next=pTemp1;

• 完整代码

void contrary(struct node *pHead){    struct node *pTemp1=pHead->next,*pTemp2=pHead->next;    pHead->next=NULL;    while(pTemp2)    {        pTemp1=pTemp2;        pTemp2=pTemp1->next;        pTemp1->next=pHead->next;        pHead->next=pTemp1;     }}

• 完整代码地址（包含创建和输出）
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2. 方法二

• 思路：
  从第一个节点开始，改变每个节点的指针域指向，直到最后一个节点，是否原来不存数据的头节点，新申请一个头节点
• 核心代码

pi_q=pi;//移动 pi=pi_h;pi_h=pi->next;//改变指向pi->next=pi_q;pi——当前要改变的节点pi_q——当前要改变的节点前节点pi_h——当前要改变的节点后节点

• 完整代码

struct lianbiao *Nizhi(struct lianbiao *pHead){    struct lianbiao *pi=pHead,*pi_q,*pi_h=pHead->next,*p;    while(pi_h)    {        pi_q=pi;//移动         pi=pi_h;        pi_h=pi->next;        pi->next=pi_q;    }     free(pHead);    pHead->next->next=NULL;//原来头部指针清0     p=(struct lianbiao *)malloc(sizeof(struct lianbiao));    p->next=pi;     return p;}     

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2. 两个升序链表合并为降序

1. 方法一

• 将俩个升序链表合并升序链表，再调用上面的(逆置)函数进行逆置
• 代码地址

2.方法二

• 思路
  类似于两个升序链表合成一个升序链表，使用3个指针，a,b.a指向La链表链表当前节点，b指向Lb链表的当前节点，比较a，b所指的节点数据域大小，将小的以头插的方式插到La头节点后（插入前备份），然后小的后移。
• 核心代码

//备份和移动La_t=La->next;La->next=pHead_a->next;//头插pHead_a->next=La;La=La_t;

• 完整代码

void merge(struct node *pHead_a,struct node *pHead_b){    struct node *La,*Lb,*Lc,*La_t,*Lb_t;    La=pHead_a->next;    Lb=pHead_b->next;    pHead_a->next=NULL;    while(La&&Lb)    {        if((La->date)<(Lb->date))        {            La_t=La->next;            La->next=pHead_a->next;            pHead_a->next=La;            La=La_t;         }        else        {            Lb_t=Lb->next;            Lb->next=pHead_a->next;            pHead_a->next=Lb;            Lb=Lb_t;            }    }    while(La)//假如b链表遍历完，a链表未遍历完，将a链表剩下的节点进行头插    {        La_t=La->next;        La->next=pHead_a->next;        pHead_a->next=La;        La=La_t;        }    while(Lb)    {        Lb_t=Lb->next;        Lb->next=pHead_a->next;        pHead_a->next=Lb;        Lb=Lb_t;        }}

• 完整代码地址（包含创建和输出）
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3.交叉合并

• 题意要求
  将两个长度不一样的链表进行交叉合并（即a1，b1，a2，b2），并以长度短的为开头。当短的排完后，剩下的节点全部为长链表
• 思路
  使用Lx，Ly，Lz三个指针，Lx指向短链表，Ly指向长链表，Lz指向已排好序的链表尾部，使用指针通过Lz，Lx，Ly将它们交叉串起来
• 核心代码

Lz->next=Lx; //连接lz和短链表的当前节点Lx_h=Lx->next;//备份Lx的指针域Lx->next=Ly;//连接Lx当前节点和Ly当前节点Lz=Ly;//移动lz，使lz成为当前已排好节点的尾部Lx=Lx_h;//移动lx，使lx成为短链表未排好序的第一个Ly=Ly->next;//移动ly，使ly成为长链表未排好序的第一个

• 完整代码

void merge(struct node *pHead_x,struct node *pHead_y){    struct node *Lx,*Lx_h,*Ly,*Lz;    Lx=pHead_x->next;    Ly=pHead_y->next;    Lz=pHead_x;    while(Lx)    {        Lz->next=Lx;        Lx_h=Lx->next;        Lx->next=Ly;        Lz=Ly;        Lx=Lx_h;        Ly=Ly->next;    }    Lz->next=Ly;    }

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4.简单通讯录

• 题意：
  通信录应该包括联系人姓名，电话，类别
  实现通讯录的信息的增删改查
  拓展：输出按人名的字典顺序输出
• 思路
  这道题是链表的使用链表的基本操作，创建，遍历，增删改查，排序的糅合
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5.约瑟夫环

1. 基本款

• 题意：
  n个人按顺时针方向围坐在一张圆桌周围，每个人手中持有一张密码。 一开始任选将第一个人的密码牌作为报数上限m，从第一个人开始从1报数，直到报到m为止，报道m的人出队，将他的密码作为新的m，继续报数，重复直到只剩一个人的时候停止。要求密码随机
• 思路：
  
  1. 创建一个循环链表（和单链表相比，头节点存数据，尾节点指针域存头指针）。每个节点的数据域由两部分构成，序号和密码，密码由随机函数rand()产生随机数，序号由建立时依次填入。
  2. 进行循环，先使用指针找到报到m的节点(人)，再对这个节点进行删除操作（不释放空间）。然后将这个节点的密码赋给m，输出本次出队结果。然后再进行循环。
  3. 循环的停止，当指针的和他的指针域相同时，出循环。此时剩下的节点为最后一个人。
• 核心代码

while(pi!=pi->next)    {         for(i=0;i<M-1;i++)//寻找本次需要删除的节点         {            pi_q=pi;            pi=pi->next;        }            M=pi->num;//换密码         pi_q->next=pi->next;//出队         pi=pi->next;//移动`    }

• 完整代码

struct node *f1(struct node *pHead,int iCound){    struct node *pi=pHead,*pi_q=pHead->next;    int i,M,a[Long]={0},j;    while(pi_q->next!=pi)        pi_q=pi_q->next;    M=pi->num;    while(pi!=pi->next)    {         for(i=0;i<M-1;i++)//寻找本次需要删除的节点         {            pi_q=pi;            pi=pi->next;        }        printf("本次密码为%d ",M);//输出查看         printf("本次序号为%d出队\n",pi->NO);        a[pi->NO]++;//表示出队        printf("已出队：");        for(j=0;j<Long;j++)            if(a[j]!=0)                printf("%-5d",j);        printf("\n还在队中：");        for(j=0;j<iCound;j++)            if(a[j]==0)                printf("%-5d",j);           printf("\n\n");         M=pi->num;//换密码         pi_q->next=pi->next;//删除         pi=pi->next;    }    printf("最后在队中的为%d\n",pi->NO); }

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2. 扩展1：

• 拓展内容：
  不从1号开始报数，第一个报数的人随机选择
• 思路：
  大致同第一个一样，不过再进循环前找到随机开始的第一个报数人
• 新增代码

M=rand()%(iCound-1)+1;printf("从%d个人开始报数\n",M);for(i=0;i<M-1;i++)//寻找第一个人 {    pi_q=pi;    pi=pi->next;}M=pi->num;

• 完整代码

void f1_1(){    int j;    printf("已出队：");    for(j=0;j<Long;j++)        if(a[j]!=0)        printf("%-5d",j);    printf("\n还在队中：");    for(j=1;j<iCound+1;j++)        if(a[j]==0)            printf("%-5d",j);       printf("\n\n");} struct node *f1(struct node *pHead,int iCound){    struct node *pi=pHead,*pi_q=pHead->next;    int i,M;    while(pi_q->next!=pi)        pi_q=pi_q->next;    M=rand()%(iCound-1)+1;    printf("从%d个人开始报数\n",M);    for(i=0;i<M-1;i++)//寻找第一个人     {        pi_q=pi;        pi=pi->next;    }    M=pi->num;    while(pi!=pi->next)    {         for(i=0;i<M-1;i++)//寻找本次需要删除的节点         {            pi_q=pi;            pi=pi->next;        }        printf("本次密码为%d ",M);//输出查看         printf("本次序号为%d出队\n",pi->NO);        a[pi->NO]++;        f1_1();        M=pi->num;//换密码         pi_q->next=pi->next;//删除         pi=pi->next;    }    printf("最后在队中的为%d\n",pi->NO); }

• 完整代码地址
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3. 拓展2

• 拓展内容：
  某个人出队时，再次开始报数，随机从左或从右随机开始报数
• 思路
  
  1. 创建一个双向循环链表，与单表相比，指针域分为两部分，左指针和右指针（llink和rlink)，左指针指向前一个节点，右指针指向后一个节点，头节点的左指针域存尾节点的地址。尾节点右指针存头节点地址。
  2. 同二相似，随机选择第一个开始报数的人。选择后进入循环
  3. 使用rand（）函数，若值为0，使用左指针开始向前循环，若值为1，使用右指针开始向后遍历循环
  4. 同一相似，开始遍历链表到m时，使这个节点出队。
  5. m重新赋值，再次进行选择方向
  6. 当节点的左右指针域都存着自己节点的地址时，停止循环。此时，剩下的节点为最后一个人。
• 核心代码

for(i=0;i<M-1;i++)//寻找本次需要删除的节点     {        if(order)        {            pi_q=pi;            pi=pi->rlink;            pi_h=pi->rlink;        }           else        {            pi_h=pi;                pi=pi->llink;            pi_q=pi->llink;        }    }    if(M==1)//密码为1时进行的处理    {        if(order)            pi_h=pi->rlink;         else            pi_q=pi->llink;    }     pi_q->rlink=pi->rlink;//删除     pi_h->llink=pi->llink;    order=rand()%2; 方向选择    if(order)        i=pi->rlink;    else        pi=pi->llink;

• 完整代码

void f1_1(){    int j;    printf("已出队：");    for(j=0;j<Long;j++)        if(a[j]!=0)        printf("%-5d",j);    printf("\n还在队中：");    for(j=1;j<iCound+1;j++)        if(a[j]==0)            printf("%-5d",j);       printf("\n\n");} struct node *f1(struct node *pHead,int iCound){    struct node *pi=pHead,*pi_q=pHead->llink,*pi_h=pHead->rlink;    int i,M;    int order;    M=rand()%(iCound-1)+1;    printf("从%d个人开始报数\n",M);    for(i=0;i<M-1;i++)//寻找第一个人     {        pi_q=pi;        pi=pi->rlink;        pi_h=pi->rlink;    }    M=pi->num;    order=rand()%2;    while(pi->llink!=pi&&pi->rlink!=pi)    {         if(order)             printf("本次向右转  ");        else            printf("本次向左转  ");        printf("本次密码为%d ",M);         for(i=0;i<M-1;i++)//寻找本次需要删除的节点         {            if(order)            {                pi_q=pi;                pi=pi->rlink;                pi_h=pi->rlink;            }               else            {                pi_h=pi;                pi=pi->llink;                pi_q=pi->llink;            }        }        if(M==1)        {            if(order)                pi_h=pi->rlink;             else                pi_q=pi->llink;        }         printf("本次序号为%d出队\n",pi->NO);//输出查看        a[pi->NO]++;        f1_1();        M=pi->num;//换密码         pi_q->rlink=pi->rlink;//删除         pi_h->llink=pi->llink;        //free(pi);        order=rand()%2;        if(order)            pi=pi->rlink;        else            pi=pi->llink;    }    printf("最后在队中的为%d\n",pi->NO); }

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