單鏈表的建立,測長,打印,刪除,插入,排序,逆置

1、編程實現一個單鏈表的建立/測長/打印。

       答案:

#include<iostream>
using namespace std;

//單鏈表結構體
typedef struct student
{
    int data;
    struct student *next;
}node;
 
//建立單鏈表
node *create()
{
    node *head,*p,*s;
    int x,cycle=1;
 head=(node*)malloc(sizeof(node));//建立頭節點    p=head;
    while(cycle)
    {
        printf("\nPlease input the data:");
        scanf("%d",&x);
        if(x!=0)
        {
            s=(node*)malloc(sizeof(node));//每次新建一個節點
            s->data=x;
            printf("\n%d",s->data);
            p->next=s;
            p=s;
        }
else
        {
            cycle=0;
        }
    }
    head=head->next;
    p->next=NULL;
    printf("\n   yyy   %d",head->data);
    return (head);
}
//單鏈表測長
int length(node *head)
{
    int n=0;
    node *p;
    p=head;
    while(p!=NULL)
    {
        p=p->next;
        n++;
    }
    return (n);
}
//單鏈表打印
void print(node *head)
{
    node *p;
    int n;
    n=length(head);
    printf("\nNow,These %d records are :\n",n);
    p=head;
    if(head!=NULL)
        p=p->next;
    while(p!=NULL)
    {
        printf("\n   uuu  %d    ",p->data);
        p=p->next;
    }
}

2、編程實現單鏈表刪除節點。

 解析:如果刪除的是頭節點,如下圖:

QQ截圖20111106194807

 

     則把head指針指向頭節點的下一個節點。同時free p1,如下圖所示:

QQ截圖20111106194959

 

    如果刪除的是中間節點,如下圖所示:

QQ截圖20111106195116

則用p2的next指向p1的next同時,free p1 ,如下圖所示:

QQ截圖20111106195254

 

//單鏈表刪除節點
node *remove(node *head ,int num)
{
    node *p1,*p2;
    p1=head;
    while(num!=p1->data && p1->next!=NULL)//查找data爲num的節點
    {
        p2=p1;
        p1=p1->next;
    }
    if(num==p1->data)//如果存在num節點,則刪除
    {
        if(p1==head)
        {
            head=p1->next;
            free(p1);
        }
        else
        {
            p2->next=p1->next;
        }
    }
    else
    {
        printf("\n%d could not been found",num);
    }
    return (head);
}

3、編寫程序實現單鏈表的插入。

      解析:單鏈表的插入,如下圖所示:

QQ截圖20111106201812

 

     如果插入在頭結點以前,則p0的next指向p1,頭節點指向p0,如下圖所示:

QQ截圖20111106202019

 

   

 如果插入中間節點,如下圖所示:

QQ截圖20111106202158

 

    則先讓p2的next指向p0,再讓p0指向p1,如下圖所示:

QQ截圖20111106202318

 

    如果插入尾節點,如下圖所示:

QQ截圖20111106202516

則先讓p1的next指向p0,再讓p0指向空,如下圖所示:

QQ截圖20111106202635

 

//單鏈表插入節點
node *insert(node *head,int num)
{
    node *p0,*p1,*p2;
    p1=head;
    p0=(node *)malloc(sizeof(node));
    p0->data=num;
    while(p0->data > p1->data && p1->next!=NULL)
    {
        p2==p1;
        p1=p1->next;
    }
    if(p0->data<=p1->data)
    {
        if(head==p1)
        {
            p0->next=p1;
            head=p0;
        }
        else
        {
            p2->next=p0;
            p0->next=p1;
        }
    }
    else
    {
        p1->next=p0;
        p0->next=NULL;
 }
    return (head);
}

4、編程實現單鏈表的排序。

     答案:

//單鏈表排序
node *sort(node *head)
{
    node *p,*p2,*p3;
    int n;
    int temp;
    n=length(head);
    if(head==NULL ||head->next==NULL)//如果只有一個或者沒有節點
        return head;
    p=head;
    for(int j=1;j<n;++j)
    {
        p=head;
        for(int i=0;i<n-j;++i)
        {
            if(p->data > p->next->data) //每趟排序都把最大的數放到最後
            {
                temp=p->data;
                p->data=p->next->data;
                p->next->data=temp;
            }
            p=p->next;
        }
    }
    return (head);
}

5、編寫實現單鏈表的逆置。

     解析:單鏈表模型如下圖所示:

 進行單鏈表逆置,首先要讓p2的next指向p1,如下圖所示:

QQ截圖20111106213740

 

    再由p1指向p2,p2指向p3,如下圖所示:

QQ截圖20111106213748

 

    讓後重復p2的next指向p1,p1指向p2,p2指向p3。

QQ截圖20111106213759

//單鏈表逆置
node *reverse(node *head)
{
    node *p1,*p2,*p3;
    if(head==NULL || head->next==NULL)
        return head;
    p1=head;
    p2=p1->next;
    while(p2)
    {
        p3=p2->next;
        p2->next=p1;
        p1=p2;
        p2=p3;
    }
    head->next=NULL;
    head=p1;
    return head;
}

6、編程實現刪除單鏈表的頭元素。

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//刪除單鏈表的頭元素
void RemoveHead(node *head)
{
    node *p;
    p=head;
    head=head->next;
    free(p);
}

 

7、給出一個單鏈表,不知道節點N的值,怎麼只遍歷一次就可以求出中間節點,寫出算法。

    解析:設立兩個指針,比如*p和*q。p每次移動兩個位置,即p=p->next->next,q每次移動一個位置,即q=q->next。當p達到最後一個節點時,q就是中間節點了。

   

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//給出一個單鏈表,不知道節點N的值,怎麼只遍歷一次就可以求出中間節點
void searchmid(node *head,node *mid)
{
    node *p,*q;
    p=head;
    q=head;
    while(p->next->next!=NULL)
    {
        p=p->next->next;
        q=q->next;
        mid=q;
    }
}

 

8、給定一個單向鏈表,設計一個時間優化並且空間優化的算法,找出該鏈表的倒數第m個元素。實現您的算法,注意處理相關的出錯情況。m定義爲當m=0時,返回鏈表最後一個元素。

    解析:這是一個難題,我們需要的是倒數第m個元素,所以如果我們從某個元素開始,遍歷了m個元素之後剛好到達鏈表末尾,那麼這個元素就是要找的元素。也許從鏈表的尾部倒推回去不是最好的辦法,那麼我們可以從鏈表頭開始計數。

    思路一:我們可以先一次遍歷求出鏈表的總長度n,然後順序變量求出第n-m個元素,那麼這個就是我們要找的元素了。

    思路二:我們用兩個指針,一個當前位置指針p和一個指向第m個元素的指針q,需要確保兩個指針之間相差m個元素,然後以同樣的速度移動它們,如果當q到達鏈表末尾時,那麼p指針就是指向倒數第m個元素了。

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//思路一
node *searchLastElement1(node *head,int m)
{
    if(head==NULL)
        return NULL;
    node *p=head;
    int count=0;
    while(p!=NULL)
    {
        p=p->next;
        count++;
    }
 
    if(count<m)
        return NULL;
 
    p=head;
    for(int i=0;i<count-m;i++)
    {
        p=p->next;
    }
    return p;
}
 
//思路二
node *searchLastElement2(node *head,int m)
{
    if(head==NULL)
return NULL;
    node *p,*q;
    p=head;
    for(int i=0;i<m;i++)
    {
        if(p->next!=NULL)
        {
            p=p->next;
        }
        else
        {
            return NULL;
        }
    }
 
    q=head;
    while(p->next!=NULL)
    {
        p=p->next;
        q->next;
    }
    return q;
}


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