剑指offer 调整数组顺序使奇数位于偶数前面

使用双向链表优化数组排序问题

最新推荐文章于 2023-06-09 15:46:06 发布

原创最新推荐文章于 2023-06-09 15:46:06 发布 · 487 阅读

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本文讨论了一个关于调整数组中奇偶数顺序的问题，通过双向链表实现了时间复杂度为O(n)且空间复杂度为O(1)的解决方案。详细介绍了问题的思考过程、算法设计和代码实现，并通过实例分析解决死循环问题。

题目描述：
输入一个整数数组，实现一个函数来调整该数组中数字的顺序，使得所有的奇数位于数组的前半部分，所有的偶数位于位于数组的后半部分，并保证奇数和奇数，偶数和偶数之间的相对位置不变。

思路：
其实这道题我的第一想法就是利用归并排序的思想来实现，但是这样的话时间复杂度会是O(nlogn)，空间复杂度是O(n)，不可取。

既然是移动操作，在数组上必然很费时间，因此我想到了用双向链表来实现，这样的话时间复杂度是O(n)，空间复杂度是O(1)，可以。

具体实现：

首先遍历链表，将所有奇数的节点插入到第一个偶数节点之前，这样遍历完成后一定满足题意。但是写完提交上去后返回TLE，这令我不得其解，难道链表的效率还不如数组？感觉因该是插入操作写搓了，死循环导致，出了几组样例，果然发现了其中的问题，1 1 0这组数据，按照我的思路，第一个1会插入到0的前面，然后是第二个1，此时第一个1已经跑到第二个1的后面，插入完第二个1，又回到了原来状态，这样会死循环，因此我们一定要从第一个偶数节点的后面遍历，而不是从头遍历，这样问题就解决了。

#include <cstdio>
using namespace std;

typedef struct Node{
    int val;
    Node *pre;
    Node *next;
    Node(int val = -1) : val(val), pre(NULL), next(NULL){}
} *pNode;

class List{
private:
    pNode Head;//头指针
    pNode Tail;//尾指针
    pNode First_Even;//第一个偶数节点指针
    pNode First_Odd;//第一个奇数节点指针
    void Insert_Node(pNode);//插入一个节点在第一个偶数节点之前
    void Traverse_List(pNode);
    void Reverse_Travese_List(pNode);
    void Delete_List(pNode);//删除链表
    bool is_Odd(pNode);
public:
    void Insert_Node(int);//在尾部添加节点
    void Traverse_List();//遍历链表
    void Reverse_Travese_List();//反向遍历链表
    void Algorithm();//满足题目算法的具体实现
    List();
    ~List();
};

void List::Insert_Node(int x){
    pNode node = new Node(x);
    if(this->First_Even == NULL && !is_Odd(node))//指向第一个偶数节点的地址
        this->First_Even = node;
    if(this->First_Odd == NULL && this->First_Even != NULL && is_Odd(node))
        this->First_Odd = node;//注意这里一定要加上 this->First_Even != NULL 这句！！
    this->Tail->next = node;
    node->pre = this->Tail;
    this->Tail = node;
}

void List::Insert_Node(pNode node){
    if(node == this->Tail)
        this->Tail = node->pre;
    node->pre->next = node->next;
    if(node->next != NULL)
        node->next->pre = node->pre;
    node->next = this->First_Even;
    node->pre = this->First_Even->pre;
    this->First_Even->pre->next = node;
    this->First_Even->pre = node;
}

void List::Algorithm(){
    if(this->First_Even == NULL || this->First_Odd == NULL)
        return;//只存在一种数字，则直接输出
    pNode p = this->First_Odd;
    pNode psave = NULL;
    while(p){
        psave = p->next;
        if(is_Odd(p)){
            Insert_Node(p);//遍历链表寻找所有奇数节点插入到第一个偶数节点之前
        }
        p = psave;
    }
}

void List::Reverse_Travese_List(){
    Reverse_Travese_List(this->Tail);
}

void List::Reverse_Travese_List(pNode node){
    if(node != this->Head){
        printf("%d ", node->val);
        Reverse_Travese_List(node->pre);
    }
}

void List::Traverse_List(){
    Traverse_List(this->Head->next);
}

void List::Traverse_List(pNode node){
    if(node){
        printf("%d", node->val);
        if(node != this->Tail)
            printf(" ");
        Traverse_List(node->next);
    }
}

bool List::is_Odd(pNode node){
    int x = node->val > 0 ? node->val : -node->val;
    return x % 2 == 1;
}

void List::Delete_List(pNode node){
    if(node){
        Delete_List(node->next);
        delete node;
    }
}

List::List(){
    this->Head = new Node();//表头结点,不参与计算
    this->Tail = this->Head;
    this->First_Even = NULL;
    this->First_Odd = NULL;
}

List::~List(){
    Delete_List(this->Head);
}

int main()
{
    List *list = new List;
    int n;
    scanf("%d", &n);
    while(n--){
        int x;
        scanf("%d", &x);
        list->Insert_Node(x);
    }
    list->Algorithm();
    list->Traverse_List();
    printf("\n");
    // list->Reverse_Travese_List();
    // printf("\n");
    delete list;
    return 0;
}