数据结构——单链表(链表操作算法集合)
来源:互联网 发布:自制手机壁纸软件 编辑:程序博客网 时间:2024/06/10 11:01
这里整合了数据结构书中关于单链表的所有操作,另外附带常用的单链表操作,算是一个比较全的单链表操作集合吧。对于带头结点的单链表、循环单链表、双链表只给出基本操作,复杂的操作跟这里的单链表差不多。
需要注意的一点:
单链表中一个很重要的方法就是快慢指针:比如求单链表的中间节点,求单链表是否有环,求单链表倒数第K个节点(两个指针相隔K,一起移动)等都用到快慢指针。
感觉概念什么的没什么好啰嗦的,直接看实现:
数据结构
typedef struct LinkList{ datatype info; struct LinkList* next;}Node;
基本操作
基本操作都比较简单,关键是要注意边界问题,代码不做过多注释
1. 初始化
Node* init_link_list(){ return NULL;}
2. 打印
void print_link_list(Node* head){ if (!head) printf("the linklist is null."); Node* p = head; while(p) { printf("%5d",p->info); p = p->next; } printf("\n");}
3. 头结点插入
Node* insert_in_front_link_list(Node* head, datatype x){ Node* p; p = (Node*)malloc(sizeof(Node)); p->info = x; p->next = head->next; head = p; return head;}
4. 尾节点插入
Node* insert_in_last_link_list(Node* head, datatype x){ Node* p; Node* px = (Node*)malloc(sizeof(Node)); px->info = x; if (!head) { head = px; px->next = NULL; }else{ p = head; while(p->next) p = p->next; p->next = px; px->next = NULL; } return head;}
5. 查找x节点
Node* find_num_link_list(Node* head, datatype x){ Node* p; p = head; while(p && p->info != x) p = p->next; return p;}
6.找到i位置的节点
Node* find_pos_link_list(Node* head, int i){ if (i < 1) return NULL; Node* p = head; while(p&&i--) p = p->next; return p;}
7. 在y后面插入x
Node* insert_x_after_y(Node* head, datatype x, datatype y){ Node* px,*p; if (head == NULL) return NULL; p = head; while(p && p->info != y) p = p->next; if (p == NULL) //没有找到y return NULL; px = (Node*)malloc(sizeof(Node)); px->info = x; px->next = p->next; p->next = px; return head;}
8. 在第i处后面插入x
Node* insert_x_after_i(Node* head, datatype x, int i){ Node* p,*px; if (head == NULL || i < 1) return NULL; p = head; while(p && i--) p = p->next; if (p == NULL) //没有找到y return NULL; px = (Node*)malloc(sizeof(Node)); px->info = x; px->next = p->next; p->next = px; return head;}
9. 删除x
Node* delete_num_link_list(Node* head, datatype x){ Node*p,*pre; if (head == NULL) return NULL; p = head; pre = NULL; while(p && p->info != x){ pre = p; p = p->next; } if (p == NULL) return NULL; if (pre == NULL && p->info == x) //第一个节点 head = head->next; else pre->next = p->next; free(p); return head;}
10. 删除i处的元素
Node* delete_pos_link_list(Node* head, int i){ Node* p,*pre; if (head == NULL || i < 1) { return NULL; } p = head; pre = NULL; if (i == 1) { head = head->next; } else { while(p && i--) { pre = p; p = p->next; } if (p == NULL) //i大于链表长度 return NULL; pre->next = p->next; } free(p); return head;}
常用操作
1. 判断单链表节点值是否有序
int is_ordered(Node* head){ Node* p,*q; if (!head) return -1; p = head;q= head->next; bool flag_increase = false; bool flag_decrease = false; while(q){ if (p->info < q->info) flag_increase =true; else if(p->info > q->info) flag_decrease = true; if (flag_decrease && flag_increase) return 0; p = q;q = q->next; } return 1;}
2. 单链表就地转置
Node* reverse_link_list(Node* head){ if(!head) return NULL; Node* pre,*cur,*rear; cur = head; pre = rear = NULL; while(cur->next){ rear = cur->next; cur->next = pre; pre = cur; cur = rear; } cur->next = pre; return cur;}Node* reverse_link_list2(Node* head){ Node* p,*q; if (!head) return NULL; q = head->next; if(!q) return head; p = head; head = reverse_link_list2(q); q->next = p; p->next = NULL; return head;}void reverse_link_list3(Node* pcur, Node* head){ if (!pcur || !pcur->next){ head = pcur; }else{ Node* pnext = pcur->next; reverse_link_list3(pnext,head); pnext->next = pcur; pcur->next = NULL; }}//栈实现void reverse_link_list4(Node* head){ Node* stack[100]; int top = -1; Node *p; p = head; if (!p || !p->next){ return p; } else{ while(p){ stack[++top] = p; p = p->next; } head->next = NULL; //头结点指向NULL head = stack[top]; //头结点指向尾结点 while(top > 0){ p = stack[top--]; p->next = stack[top]; } return head; }}
3. 单链表节点个数
int link_list_num(Node* head){ Node* p; int num; if (!head) return NULL; p = head; num = 0; while(p){ p= p->next; num++; } return num;}
4. 单链表中倒数第k个节点;两个指针,第一个先走K步,然后一起走,当第一个指针到尾时,第二个指针即倒数第k
Node* get_last_k(Node* head, int k){ Node* p1,*p2; if(!head) return NULL; p1 = p2 = head; while(p2){ p2 = p2->next; if (k>0) k--; else p1 = p1->next; } if (k > 0) return NULL; return p1;}
5. 查找节点的中间节点,偶数时指向前面那个;两个指针,一个一次走一步,一个走两步,到尾。
Node* get_middle(Node* head){ if (!head || !head->next) return NULL; Node* p1,*p2; p1 = p2 = head; while(p2->next){ p2 = p2->next; if (p2->next) { p2 = p2->next; p1 = p1->next; } } return p1;}
6.从头到尾打印单链表;递归和栈
void back_order_print(Node* head){ Node* p = head; if (!p->next) { printf("%5d",p->info); }else{ back_order_print(p->next); printf("%5d",p->next->info); }}void back_order_print2(Node* head){ int size = 10; int* stk = new int[size]; int top = 0; Node* p = head; while(p){ if (! (top%10)) //两倍内存增加 { int* temp = new int[size*2]; for(int i = 0;i<size;i++) temp[i] = stk[i]; delete stk; stk = temp; size = size*2; } stk[top++] = p->info; p = p->next; } while(top--){ printf("%5d", stk[top]); } printf("\n");}
7. 合并有序单链表,从小到大
Node* Merge_link_list(Node* head1, Node* head2){ Node* p1,*p2; Node* new_head,*p; if (!head1){ return head2; } if (!head2){ return head1; } p1 = head1; p2 = head2; if (p1->info < p2->info){ new_head = p = p1; p1 = p1->next; }else{ new_head = p = p2; p2 = p2->next; } while(p1&&p2){ if (p1->info < p2->info){ p->next = p1; p1 = p1->next; p = p->next; }else{ p->next = p2; p2 = p2->next; p = p->next; } } if (!p1){ p->next = p1; }else if (!p2){ p->next = p2; } return new_head;}
8. 判断单链表是否有环;两个指针,一个走一步,一个两步,若有环,则两个会相等。
int has_circle(Node* head){ if (!head){ return -1; } Node* p1,*p2; p1 = p2 =head; while(p2->next) { p2 = p2->next; if (!p2->next) return 0; else p2 = p2->next; p1 = p1->next; if (p1 == p2) return 1; } return 0;}
9. 判断两个单链表是否相交;若相交,最后一个节点的地址一定相同。
int is_intersected(Node* head1, Node* head2){ if (!head1 || !head2) return -1; Node*p1,*p2; p1 = head1; p2 = head2; while(p1->next) p1 = p1->next; while(p2->next) p2 = p2->next; if (&p2 == &p1) return 1; else return 0;}
10. 给出一单链表头指针pHead和一节点指针pToBeDeleted,O(1)时间复杂度删除节点pToBeDeleted
//把前一个节点的值复制到当前节点,然后删除后面这个,但是考虑尾节点,需要O(n)。Node* delete_node(Node*head, Node* pdeleted){ if (!head || !pdeleted) return NULL; Node* temp; if (pdeleted->next) //包含删除的是第一个的情况 { pdeleted->info = pdeleted->next->info; temp = pdeleted->next; pdeleted->next = pdeleted->next->next; delete temp;temp = NULL; }else{ temp = head; if (head == pdeleted) { head = NULL; }else{ while(temp->next->next){ temp = temp->next; } temp->next = NULL; } delete pdeleted; }}
11.判断单链表是进环的第一个点
//1.先获得快慢指针相交点,这时相交点到目标点与头点到目标点的距离相同。Node* getfirstnode(Node* head){ Node*fast,*slow; fast = slow = head; while(fast->next && slow) { fast = fast->next->next; slow = slow->next; } if (fast != slow) { return NULL; } slow = head; while(slow != fast) { slow = slow->next; fast = fast->next; } return fast;}
12.两个链表相交,找出交点
//1.先求两链表的长a,b。a>b,先将a移动a-b下,然后两个链表一起走,判断。//2.先将两个链表入栈s1,s2,然后出栈,判断。Node* intersect_node(Node* p1,Node *p2){ stack<Node*> s1; stack<Node*> s2; while(p1) { s1.push(p1); p1= p1->next; } while(p2) { s2.push(p2); p2=p2->next; } while(s1.top() == s2.top()) { s1.pop(); s2.pop(); } return s1.top()->next;}
数据结构中熟练操作单链表,非常重要,动手写可能会写得出来,但是思路不一定是优秀的,这是我的体会。
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