数据结构与算法-单链表-线性表转置

问题：《数据结构与算法分析（C++语言版）》p58 五、2
已知一个如下图所示的带头结点的单链表head（注：若头指针名是head，则把单链表称为表head），其存储结构为：

typedef struct Lnode{
    ElemType data;
    struct Lnode *next;
}Lnode,*LinkList;

请编写一个线性表的转置算法。线性表转置是指将$(a_1,a_2,...,a_n)$变为$(a_n,a_n-1,...,a_1)$。

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问题分析

根据题意，首先要创建一个带头结点的单链表，单链表包含头结点，每个结点包括数据与data和指针域*next，为了简化操作，可设单链表的元素为数字1~10，为此需要创建初始化单链表的函数，首先将头结点指向NULL，然后用循环连续创建10个新结点，并将他们依次相连，并赋值；为了能够显示出转置前后的区别，需要编写一个打印函数，需要从首元结点（Head->next）依次遍历到最后一个结点（p->next=NULL）,并用cout语句输出，注意需要加上分隔符；最后为了实现该题的核心功能，需要创建一个转置函数（Reverse），其中需考虑第一次操作与后续操作不同的情况，否则会出现第一个结点（即转置后的最后一个结点）出现自己指向自己的死循环；最后在主程序中调用相应的函数，可以选择在原单链表进行操作，也可重新建立一个单链表进行操作。

程序代码

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#define ElemType int
using namespace std;
typedef struct Lnode{
    ElemType data;
    struct Lnode *next;
}Lnode,*LinkList;

int InitList(LinkList h) {
    Lnode *p;
    h->next=NULL;//初始化头结点
    for(int i=0; i<10; i++) {
        p=new Lnode;
        p->data=i+1;//依次加一
        p->next=NULL;
        h->next=p;
        h=p;
    }p->next=NULL;//最后指向空

}

int ListPrint(LinkList h) {
    h=h->next;//指向首元结点
    while(h) {
        cout<<h->data<<" ";
        h=h->next;
    }
    cout<<endl;
}

int Reverse(LinkList h){
    Lnode *p,*q;
    int j=0;//计数器，用来区别第一次操作和后续操作
    p=h->next;
    while(p!=NULL){
        q=p->next;//q结点指向p结点的后一个
        if(j==0)//如果是第一次操作
        p->next=NULL;//首个结点（转置后的最后一个结点）指向空，避免打印时出现死循环
        else
        p->next=h->next;//指向新的首元结点
        h->next=p;//首元结点指向新的结点，即把位序更大的元素挪到前面
        p=q;//结点后移
        j++;//计数器+1
    }

}
int main() {
    Lnode *head,*head2,*a,*b;
    InitList(head);
    ListPrint(head);
    Reverse(head);
    ListPrint(head);

//head2=new Lnode;    使用新的单链表进行存储
//  a=head->next;
//  head2->next=NULL;
//  while(a){
//      b=a->next;
//      a->next=head2->next;
//      head2->next=a;
//      a=b;
//  } 
//  a=head2->next;
//  ListPrint(head2);
}

运行结果

在原链表中区别对待第一次操作的正确输出：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

在原链表中未区别对待第一次操作的错误输出：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ……

注意事项

• 也可以在Reverse函数中不使用计数器j，即需要先对第一次循环特别操作，让第一个结点先指向NULL，然后再将后续的操作进入循环。
• 使用新的单链表进行存储时，则不需要进行特殊操作，因为新链表的头指针本来指向的就是NULL，所以把原来链表的元素插入进去不会产生死循环的现象