FDS编程作业记录 · 其二 · 反向链表

原创已于 2024-04-24 08:02:12 修改 · 496 阅读

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#链表

于 2024-04-18 19:28:57 首次发布

本文描述了一个如何用非递归方法在O(N)时间内，使用常量额外空间反转单链表的问题，通过迭代操作修改链表节点指针实现反向，包括示例代码和解释。

题目要求概述

反向链表

Write a nonrecursive procedure to reverse a singly linked list in O(N) time using constant extra space.

List定义如下：

typedef struct Node *PtrToNode;
typedef PtrToNode List;
typedef PtrToNode Position;
struct Node {
ElementType Element;
Position Next;
};

函数接口如下：

List Reverse( List L );

The function is supposed to return the reverse linked list of , with a dummy header.ReverseL

裁判程序如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef int ElementType;
typedef struct Node *PtrToNode;
typedef PtrToNode List;
typedef PtrToNode Position;
struct Node {
    ElementType Element;
    Position Next;
};

List Read(); /* details omitted */
void Print( List L ); /* details omitted */
List Reverse( List L );

int main()
{
    List L1, L2;
    L1 = Read();
    L2 = Reverse(L1);
    Print(L1);
    Print(L2);
    return 0;
}

/* Your function will be put here */

Sample Input

5
1 3 4 5 2

Sample Output

2 5 4 3 1
2 5 4 3 1

题目理解与分析

题目要求写的是非递归函数，且时间复杂度为O(N)，我们姑且可以理解为通过迭代实现。函数传入的是链表 List 的指针 L，要求返回的是反向后链表的指针（带有一个虚拟的头指针）。

Output里会出现两次反向后的链表也很好理解。从主函数可以看到分别 Print 了 L1、L2，其中 L1 是原链表，L2 是反向链表。之所以这么输出我认为就是为了体现传进去的是指针，所以原链表也被反向了。

解答

代码如下：

List Reverse (List  L) {
	List head = L->Next;
	// L指向第一个结点
	if (head == NULL || head->Next == NULL)
		return L;
	// L为空或只有一个结点，不需要进行操作
	List pre， post;
    pre = NULL;
	while (head != NULL) {
		post = head->Next;
		head->Next = pre;
		pre = head;
		head = post;
	}
	
	return pre;
}

对于最后while循环中的操作，为了便于理解，我画了大概的示意图：