链表在C语言的数据结构中的地位可不低。后面很多的数据结构,特别是树,都是基于链表发展的。 所以学好链表,后面的结构才有看的必要。
链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。链表由一系列结点(链表中每一个元素称为结点)组成,结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分:一个是存储数据元素的数据域,另一个是存储下一个结点地址的指针域。 相比于线性表顺序结构,操作复杂。由于不必须按顺序存储,链表在插入的时候可以达到O(1)的复杂度,比另一种线性表顺序表快得多,但是查找一个节点或者访问特定编号的节点则需要O(n)的时间,而线性表和顺序表相应的时间复杂度分别是O(logn)和O(1)。
但是链表失去了数组随机读取的优点,同时链表由于增加了结点的指针域,空间开销比较大。
链表有很多种不同的类型:单向链表,双向链表以及循环链表。
话不多说啊,这里我只想直接放代码:
#include<iostream>
using namespace std;
class ListNode {
private:
int value; //值域
struct ListNode* next; //指针域
public:
ListNode(int value) {
this->value = value;
this->next = NULL;
}
void add_node(ListNode* next_node) {
this->next = next_node;
}
void set_value(int value) {
this->value = value;
}
int get_value() {
return this->value;
}
ListNode* get_next() {
return this->next;
}
//创建结点
ListNode* creat(int data ){
ListNode*p=NULL;
p = new ListNode();
if(NULL == p){
cout<<"申请内存失败"<<endl;
exit(-1);
}
p->value=data;
p->next=NULL; //处理干净身后事
return p;
}
//新增节点 这里默认头已经有了
void add(ListNode* the_head,int data ) {
ListNode* pNode = the_head;
//后面再接上一个
while (pNode->next != NULL){ //遍历链表,找到最后一个节点
pNode = pNode->next;
}
pNode->next = new ListNode(data);
}
//删除节点
void del(ListNode* the_head, int index){ //删除第index个节点
ListNode* pFree = NULL; //用来删除
if(index < 1){
return;
}
if(1 == index){
pFree = the_head;
head = the_head->next;
free(pFree->pData); //先释放数据
free(pFree); //释放指针
return;
}
ListNode* pNode = the_head;
while (pNode->next != NULL && index>2){
pNode = pNode->next;
}
pFree = pNode->next; //再指向数据域就爆了
pNode->next=pNode->next->next; //这里要无缝衔接
free(pFree->pData); //先释放数据
free(pFree); //释放指针
}
//计算节点数
int Count(ListNode* the_head){
int count = 0;
ListNode*pNode = the_head;
while (pNode != NULL){
pNode = pNode->next;
count++;
}
return count;
}
//查找固定节点数据
ListNode* find(ListNode* the_head,int index){
ListNode* pNode=NULL;
pNode=the_head;
while(pNode != NULL && index){
pNode = pNode->next;
index--;
}
if(NULL == pNode){
cout<<"节点不存在"<<endl; //可以写日志里
}
return pNode;
}
};
//判断链表成环
bool is_ring(ListNode* a) {
ListNode* fast = a,*slow = a;
while (fast->get_next()) {
fast = fast->get_next();
if (fast->get_next() && slow->get_next() && fast != slow) {
fast = fast->get_next();
slow = slow->get_next();
}
if (fast == slow) {
return true;
}
}
return false;
}
//寻找入环点(默认成环)
int find_ring(ListNode* a) {
ListNode* fast = a->get_next()->get_next(), * slow = a->get_next();
while (fast != slow) {
fast = fast->get_next()->get_next();
slow = slow->get_next();
}
ListNode* slow2 = a;
while (fast != slow2) {
fast = fast->get_next()->get_next();
slow2 = slow2->get_next();
}
return slow2->get_value();
}
//原地翻转链表
ListNode* reverse_list(ListNode* a) {
ListNode* temp = new ListNode(0);
ListNode* h = NULL;
while(a->get_next()) {
temp = a;
a = a->get_next();
temp->add_node(h);
h = temp;
}
return temp;
}
若将链表的左端固定,链表不断向右延伸,这种建立链表的方法称为尾插法。尾插法建立链表时,头指针固定不动,故必须设立一个搜索指针,向链表右边延伸,则整个算法中应设立三个链表指针,即头指针head、搜索指针p2、申请单元指针pl。尾插法最先得到的是头结点。
上面那个就是。
这个就比较需要脑子了,前边那个有手就行的。
我这个人,懒了点,来张现成的图吧。
看啊,在相遇之前呢,慢指针走的距离很好求的:L1 = D+S1; 快指针走的距离:设它在相遇前绕了n圈(n>1),那么:L2 = D+S1+n(S1+S2);
不过,还有一个等量关系,不要忽略掉,快指针的速度是慢指针的两倍,所以:L2 = 2L1; 那么就是:n(S1+S2)-S1 = D; 再转换一下就是:(n-1)(S1+S2)+S2 = D;
那也就是说,在相遇时候,把一个慢指针放在链表头,开始遍历,把一个慢指针放在相遇点开始转圈,当它俩相遇的时候,就是入环点了。
其实吧,用脑子想一开始很难想出来,用手想就快多了。
环的大小就不用我多说了吧,相遇之后,定住快指针,慢指针再绕一圈,再相遇的时候就是一圈了。
参考单链表。
这个也比较有意思啊,题目时这样的:给定一个当链表,让你顺时针/逆时针旋转N个位置,要求原地旋转。
我讲一下思路吧: 1、将链表自成环。 2、从刚刚的头往后遍历N个位置,N为要旋转的数。 3、环断开。
解决。 秀吧,我就是觉得解法好玩,就收藏了。
每一个自己写过链表的人都知道,链表的节点和链表本身是分开设计的。 那我们来看一下List的节点设计:
template <typename T>
struct __list_node
{
typedef void* void_pointer;
void_pointer prev;
void_pointer neet;
T date;
}
显而易见,这是一个通用双向链表的节点(如果对通用链表不了解,建议一定要自己动手设计一个)。
#include<list>
typedef struct rect
{
···
}Rect;
list<Rect>test; //声明一个链表,用于存放结构体数据
//如果想以其他方法初始化list列表,可以移步到下一行那个Vector的介绍
Rect a;
···
test.push_back(a);
test.push_front(a);
//头尾插入(双向链表)
//定点插入
test.insert(test.begin()+10,a); //在第十个节点之前插入a
//删除test头部的元素
test.erase(test.begin());
//删除test从头到尾的元素
test.erase(test.begin(), test.end());
test.pop_back();
test.pop_front();
其实增删还是推荐使用迭代器来,因为直接对数据进行操作会存在一定的危险。 在本文第三部分详细讲述了List迭代器操作增删。
除了这个函数:test.clear();
这个函数安全得很,反正都清理掉了。
//迭代器
list<int>::iterator p;
for (p = test.begin(); p != test.end(); p++)
cout << *p << " ";
要遍历还是首推迭代器。所有和遍历有关的还是用迭代器。
#include<algorithm>
sort(test.begin(),test.end()); //从头到尾,默认从小到大排序
//一般排序都是要自定义排序的:
bool Comp(const int &a,const int &b)
{
return a>b;
}
sort(test.begin(),test.end(),Comp); //这样就降序排序。
test.size(); //容器已存入数据量
test.capacity(); //容器还能存多少数据量
//其实不用担心容器不够大,容量要满的时候它会自己扩容
//去除重复的元素至只保留一个副本
test.unique();
//已经过大小排序的list才能使用
(2)合并list
test.splice(test.end(),test2);//将test2剪切到test后面
最后还是要提一下头文件: 分不清楚就都写上
#include<algorithm>
#include<list>