17_7_14：逆置单链表+查找单链表的倒数第K个节点+非常规方法实现Add函数

1.【基础题】–逆置/反转单链表+查找单链表的倒数第k个节点，要求只能遍历一次链表

2.【附加题】–实现一个Add函数，让两个数相加，但是不能使用+、-、*、/等四则运算符。ps:也不能用++、–等等

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1，基础题：

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/*注：本次代码处理的是不带环的单链表*/#include <stdio.h>#include <stdlib.h>typedef struct ListNode{    int _val;    struct ListNode* _pNext;}Node, *PNode;/*逆置 / 反转单链表:思路：可以利用三个指针来标记三个连续节点。1，将头结点的指针置为NULL2，将头结点后面的_pNext在循环中改变指向：    第一个指针不变，逆置中间指针的指向，保留第三个指针的指向，作为往后遍历链表的路径。    这样遍历链表，每次逆置中间节点的指向，通过第三个节点往后遍历，将三个节点指针整体往后移一个节点。    最终改变整个链表。通过以上思路，将链表分为三种情况：1，链表为空。2，链表只含有1个节点。3，链表有2个及以上节点。*/PNode ReverseList(PNode pHead){     PNode pPre = NULL;  //第一个指针，指向连续节点中的第一个节点，最终成为新的头结点指针。    PNode pCur = NULL;  //第二个指针，指向连续节点中的第二个节点，修改_pNext指向的指针。    PNode pTail = NULL; //第三个指针，指向连续节点中的第三个节点，保持与单链表连接的指针。    //链表为空的情况    if (NULL == pHead)        return NULL;    //链表只有一个节点的情况    if (NULL == pHead->_pNext)        return pHead;    //链表有2个及以上节点的情况    pPre = pHead;    pCur = pPre->_pNext;    pTail = pCur->_pNext;    //处理pHead的_pNext指向    pHead->_pNext = NULL;    //处理头结点之后的节点_pNext指向    while (pCur)    {        pCur->_pNext = pPre;        pPre = pCur;        pCur = pTail;        if (pTail) //当该条件不成立时，表示pTail为NULL，下一次循环中pCur也NULL，将会跳出循环。            pTail = pTail->_pNext;    }    //此时pPre指向的是新的头结点    return pPre;}/*查找单链表的倒数第k个节点，要求只能遍历一次链表:思路：通过两个指针，一个前指针，一个后指针。1，两个指针，初始都是指向单链表的头结点。2，前指针先走K步。然后和后指针一起往后走。3，直到前指针指向NULL。注意，根据K的大小与单链表中元素个数的比较。可以分为:1,K的值大于单链表中元素个数。2，K的值小于等于单链表中元素个数。3，需要注意K为0的情况但是，链表中元素个数，必须通过遍历之后，才能知晓。所以，可以在前指针往后走K步的过程中（即K-1步及之前），同时判断前指针是否为NULL。如果前指针为NULL，表示单链表元素个数小于K。否则大于等于K。*/PNode Find_the_penultimate_K_node(PNode pHead, size_t k){    //使用左、右来标识前、后指针。pHead是否为NULL，不影响程序逻辑。    PNode pLeft = pHead;    PNode pRigth = pHead;    if (!k)        return NULL;    //前指针先往后走K步    while (k && pLeft)    {        pLeft = pLeft->_pNext;        --k;    }    if (k) //k>0,pLeft=NULL.表示元素个数小于K        return NULL;    //走到这一步，说明单链表元素个数大于等于K，然后，前后指针开始一起往后走。直到前指针为NULL    while (pLeft)    {        pLeft = pLeft->_pNext;        pRigth = pRigth->_pNext;    }    //返回倒数第K个节点指针。    return pRigth;}//打印单链表void PrintList(PNode pHead){    while (pHead)    {        printf("%d->", pHead->_val);        pHead = pHead->_pNext;    }    printf("NULL\n");}int main(){    int i = 0;    Node node[10] = {0}; //建立10个node用来做实验    PNode pHead = &node[0]; //指向头结点    PNode pTemp = NULL; //指向倒数第K个节点    int k = 0;    //给node赋值    for (; i < 10; ++i)        node[i]._val = i;    //构成一个单链表    for (i = 0; i < 9; ++i)        node[i]._pNext = &node[i + 1];    node[9]._pNext = NULL; //注意，最后一个节点指向NULL    PrintList(pHead);   //打印旧的单链表    pTemp = Find_the_penultimate_K_node(pHead, 5); //寻找倒数第K个节点    printf("Find the penultimate K node is %d\n", pTemp->_val);    pHead = ReverseList(pHead); //逆置单链表    PrintList(pHead); //打印新的单链表    system("pause");    return 0;}

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2，附加题

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（1）利用两数相加，从后往前进位的思想

思路：
1,0和1可以表示某一位上的数值。（对于sum来说）
2，0和1还可以表示两种状态，即序列中某一位的状态（不需要进位与需要进位）。（对于carry来说）
3，a^b运算的结果是：二进制序列，不进位，只相加的结果sum。(0^0=0,1^0=1,1^1=0)
4，a&b运算，然后左移一位，的结果是：二进制序列中哪些位是需要进位carry。（0&0=0,1&0=0,1&1=1，然后将序列左移1位）
5，通过sum与carry带入3，4中的a与b，可以从后往前不断进位，直到carry为0，表示没有需要进位的位。

/*//递归版本int Add_2(int a, int b){    if (0==b)         return a;    else    {        int sum = a ^ b; // 各位相加，不计进位        int carry = (a & b) << 1; // 记下进位        Add_2(sum, carry); // 求sum和carry的和    }}*//**///迭代版本int Add_2(int a, int b){    while (b)    {        int sum = a ^ b;        int carry = (a & b) << 1;        a = sum;        b = carry;    }    return a;}

（2）利用数组来计算。
这种办法非常巧妙
思路：
1，数组通过下标的偏移，可以计算出基于首元素地址的某一元素位置，从而访问该元素。
那么我们可以利用编译器的这种行为，来让编译器自动帮我们进行加法运算。
2，32位下， int值与指针的sizeof大小都是4字节。char的大小为1字节。
所以，可以将两数a和b中。a强转为char*类型地址c。这样，b用来表示下标，计算c[b]时，是以1字节为单位计算偏移的。
*/

int Add(int a, int b){    char *c = (char *)a; //将a表示的值，看做是地址c。并且类型要是char*。因为sizeof(char)=1    return (int)&c[b]; //&a[b]-->a+sizeof(char)*b表示地址。通过(int)强转为int值}

由于这种方法是从别处了解，本人第一次见，所以需要仔细分析分析
1，只是用于32平台？
是的，因为通过int值与指针值在32位平台下，都是4个字节，大小一样。所以在解析时，可以通过（char *） 、（int）来相互强转，而不会，多读取或者少读取字节数据。
2，b为负数时，可满足情况？
可以满足。因为，通过数组下标来访问元素的本质，就是基于某个地址的偏移。可以有正偏移（往后偏移），也可以有负偏移（往前偏移）。

测试用例：

    int a[5] = {1,2,3,4,5};    int* p = NULL;    p = &a[3];    printf("a[-1] = %d\n", p[-1]);//可以查看p[-1]的值是否为3

3，a为负数时，可满足情况吗？
可以满足。因为，在将a值转化为地址c时，会将a的补码序列，看做无符号数。我担心的是，在将有符号数化作无符号数，计算时，会不会出问题。
后来，终于想到，在两个数计算时，其实是他们的补码序列在计算。这样就脱离了正负的约束，只是在读取时，会根据是否有符号来决定是否判断补码的标识位。
所以，不管a的正负，甚至是b的正负，在计算a（有符号）+b（有符号）与计算c（无符号）+b（无符号）结果的二进制补码序列相同。但是（int）会把无符号数强转为有符号的。这样在读取c+b结果表示的二进制补码序列时，是以有符号数的规则来读取的，这与读取a+b的结果相同。