數據結構之鏈表-鏈表實現及常用操作(C++篇)

0.摘要

定義
插入節點（單向鏈表）
刪除節點（單向鏈表）
反向遍歷鏈表
找出中間節點
找出倒數第k個節點
翻轉鏈表
判斷兩個鏈表是否相交，並返回相交點
判斷鏈表是否有環路，獲取連接點，計算環的長度
二叉樹和雙向鏈表轉化

1.定義

1.1單向鏈表

單向鏈表的節點包括：

數據域：用於存儲數據元素的值。
指針域（鏈域）：用於存儲下一個結點地址或者說指向其直接後繼結點的指針。
```
 struct Node{
     int value;
     Node * next;
 };
```

1.2雙向鏈表

雙向鏈表的節點包括：

數據域：用於存儲數據元素的值。
左指針域（左鏈域）：用於存儲上一個結點地址或者說指向其直接前繼結點的指針。
右指針域（右鏈域）：用於存儲下一個結點地址或者說指向其直接後繼結點的指針。
```
 struct DNode{
     int value;
     DNode * left;
     DNode * right;
 };
```

2.常用操作例題

2.1插入節點（單向鏈表）

//p節點後插入值爲i的節點
void insertNode(Node *p, int i){
    Node* node = new Node;
    node->value = i;
    node->next = p->next;
    p->next = node;
}

2.2刪除節點（單向鏈表）

當需要刪除一個節點p時，只需要將p的前一個節點的next賦爲p->next,但是由於是單向的，只知道p，無法知道p前一個節點，所以需要轉換思路。將p下一個的節點覆蓋到p節點即可，這樣就等效於將p刪除了。

void deleteNode(Node *p){
    p->value = p->next->value;
    p->next = p->next->next;
}

2.3反向遍歷鏈表

法一：反向遍歷鏈表就類似於事先遍歷的節點後輸出，即“先進後出”，那麼可以將鏈表遍歷存放於棧中，其後遍歷棧依次彈出棧節點，達到反向遍歷效果。

//1.stack
void printLinkedListReversinglyByStack(Node *head){
    stack<Node* > nodesStack;
    Node* pNode = head;
    //遍歷鏈表
    while (pNode != NULL) {
        nodesStack.push(pNode);
        pNode = pNode->next;
    }
    while (!nodesStack.empty()) {
        pNode=nodesStack.top();
        printf("%d\t", pNode->value);
        nodesStack.pop();
    }
}
//2.遞歸
void printLinkedListReversinglyRecursively(Node *head){
    if (head!=NULL) {
        if (head->next!=NULL) {
            printLinkedListReversinglyRecursively(head->next);
        }
        printf("%d\t", head->value);
    }
}

2.4找出中間節點

用slow和fast指針標記，slow每次走一步，fast每次走兩步，當fast到尾節點時，slow就相當於總長度的一半，即在中間節點。

//找出中間節點
Node* findMidNode(Node* head){
    Node* slow = head;
    Node* fast = head;
    while (fast->next != 0&&fast->next->next!=0) {
        slow = slow->next;
        fast = fast->next->next;
    }
    return slow;
}

2.5找出倒數第k個節點

用slow和fast指針標記,fast指針事先走k步，然後slow和fast同時走，當fast到達末節點時，slow在fast的前k個節點，即爲倒數第k個節點。

//找出倒數第k個節點
Node* findKNode(Node* head,int k){
    Node *temp1 = head;
    Node *temp2 = head;
    while (k-->0) {
        if(temp2 == NULL){
            return NULL;
        }
        temp2 =temp2->next;
    }
    while (temp2->next != NULL&&temp2->next->next!=NULL) {
        temp1 = temp1->next;
        temp2 = temp2->next->next;
    }
    return temp1;
}

2.6翻轉鏈表

題意即爲將鏈表反過來，即，原本爲p1-p2-p3翻轉爲p3-p2-p1。讀者需自行畫圖體會指針操作。

//翻轉鏈表
Node * reverseLinkedList(Node* head,int k){
    Node *reversedHead = NULL;
    Node *pNode = head;
    Node *pre = NULL;
    while (pNode!=NULL) {
        if (pNode->next==NULL) {
            reversedHead = pNode;
        }
        Node* nxt = pNode->next;
        pNode->next = pre;
        pre=pNode;
        pNode=nxt;
    }
    return reversedHead;
}

2.7判斷兩個鏈表是否相交，並返回相交點

如果兩個鏈表相交，其形狀必爲y形，而不可以能爲x形，即兩條鏈表必有相同的尾節點。首先，計算得到兩個鏈表的長度:m,n，求得兩個鏈表長度之差distance＝|m-n|，讓較長得那個鏈表事先走distance步，這樣，若是鏈表相交得話，二者指針必相撞，相撞點即爲相交點。

Node* findCrosspoint(Node* l1, Node* l2){
    int m = getLinkedListLength(l1);
    int n = getLinkedListLength(l2);
    int distance=0;
    Node *temp1= l1;
    Node *temp2= l2;
    if (m>n) {
        distance = m - n;
        while (distance>0) {
            distance--;
            temp1=temp1->next;
        }
    } else{
        distance = n - m;
        while (distance>0) {
            distance--;
            temp2 = temp2->next;
        }
    }
    while(temp1!=temp2&&temp1->next!=NULL&&temp2->next!=NULL){
        temp1=temp1->next;
        temp2=temp2->next;
    }
    if(temp1 == temp2){
        return temp1;
    }
    return 0;
}

2.8判斷鏈表是否有環路，獲取連接點，計算環的長度

此題很有意思，具體詳細請參考：http://www.cnblogs.com/xudong-bupt/p/3667729.html
判斷是否含有環：slow和fast，slow指針每次走一步，fast指針每次走兩步，若是鏈表有環，fast必能追上slow（相撞），若fast走到NULL，則不含有環。

//判斷是否含有環
bool containLoop(Node* head){
    if (head==NULL) {
        return false;
    }
    Node* slow = head;
    Node* fast = head;
    while (slow!=fast&&fast->next!=NULL) {
        slow = slow->next;
        fast = fast->next->next;
    }
    if (fast==NULL) {
        return false;
    }
    return true;
}

判斷環的長度：在相撞點處，slow和fast繼續走，當再次相撞時，slow走了length步，fast走了2*length步，length即爲環得長度。

//獲得環的長度
int getLoopLength(Node* head){
    if (head==NULL) {
        return 0;
    }
    Node* slow = head;
    Node* fast = head;
    while (slow!=fast&&fast->next!=NULL) {
        slow = slow->next;
        fast = fast->next->next;
    }
    if (fast==NULL) {
        return 0;
    }
    //slow和fast首次相遇後，slow和fast繼續走
    //再次相遇時，即slow走了一圈，fast走了兩圈
    int length = 0;
    while (slow!=fast) {
        length++;
        slow = slow->next;
        fast = fast->next->next;
    }
    return length;
}

環得連接點：slow和fast第一次碰撞點到環的連接點的距離=頭指針到環的連接點的距離，此式可以證明，詳見上面鏈接。

//獲得環的連接點
Node* getJoinpoit(Node* head){
    if (head==NULL) {
        return NULL;
    }
    Node* slow = head;
    Node* fast = head;
    while (slow!=fast&&fast->next!=NULL) {
        slow = slow->next;
        fast = fast->next->next;
    }
    if (fast==NULL) {
        return NULL;
    }
    Node* fromhead = head;
    Node* fromcrashpoint = slow;

    while (fromcrashpoint!=fromhead) {
        fromhead = fromhead->next;
        fromcrashpoint = fromcrashpoint->next;
    }
    return fromhead;
}

2.9二叉樹和雙向鏈表轉化

二叉樹和雙向鏈表轉化指的是，二叉樹節點結構和雙向鏈表的結構想類似，只不過二叉樹節點的節點存儲的兩個指針爲左右子數，而雙向鏈表存儲的是前後節點。題意爲將二叉樹的某種遍歷轉化爲鏈表存儲。此題很明顯該用遞歸，讀者可以畫圖體會一下指針變化。

二叉樹節點或雙向鏈表節點定義：

struct BinaryTreeNode{
    int value;
    BinaryTreeNode* left;
    BinaryTreeNode* right;
};

二叉樹的中序遍歷轉換爲雙向鏈表

BinaryTreeNode* convertNode(BinaryTreeNode* pNode, BinaryTreeNode** pLastNodeInLast){
    if (pNode == NULL) {
        return NULL;
    }
    BinaryTreeNode *pCurrent = pNode;
    if (pCurrent->left != NULL) {
        convertNode(pCurrent->left, pLastNodeInLast);
    }

    pCurrent->left = *pLastNodeInLast;
    if (*pLastNodeInLast != NULL) {
        (*pLastNodeInLast)->right=pCurrent;
    }

    *pLastNodeInLast = pCurrent;
    if (pCurrent->right != NULL) {
        convertNode(pCurrent->right, pLastNodeInLast);
    }
    return NULL;
}

BinaryTreeNode* convertBTToDLL(BinaryTreeNode* root){
    BinaryTreeNode *pLastNodeInLast = NULL;
    convertNode(root, &pLastNodeInLast);
    BinaryTreeNode *pHeadOfList = pLastNodeInLast;
    while (pHeadOfList != NULL && pHeadOfList->left != NULL) {
        pHeadOfList = pHeadOfList->left;
    }
    return pHeadOfList;
}

數據結構之鏈表-鏈表實現及常用操作(C++篇)

數據結構之鏈表-鏈表實現及常用操作(C++篇)

0.摘要

1.定義

1.1單向鏈表

1.2雙向鏈表

2.常用操作例題

2.1插入節點（單向鏈表）

2.2刪除節點（單向鏈表）

2.3反向遍歷鏈表

2.4找出中間節點

2.5找出倒數第k個節點

2.6翻轉鏈表

2.7判斷兩個鏈表是否相交，並返回相交點

2.8判斷鏈表是否有環路，獲取連接點，計算環的長度

2.9二叉樹和雙向鏈表轉化

Vue切換路由時報錯Uncaught (in promise) NavigationDuplicated {_name: "NavigationDuplicated"}解決方法

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