C语言手撕实战代码_单链表

C语言手撕实战代码_单链表

题目清单:

单链表习题
1.使用头插法构建带头结点的单链表
2.使用尾插法构建带头结点的单链表
3.在第i个数据结点前插入元素e
4.设计算法高效查找带头单链表倒数第m个位置(m个正整数)的结点并输出该结点值
5.已知指针La和Lb分别指向两个无头结点的单链表。编写函数完成从La中删除第j个元素开始的共len个元素，并将这len个元素插入到表Lb中第j个元素之前
6.设单链表表头指针为L，节点数据域为字符。设计时间复杂度最低的算法判断前n/2个字符是否与后n/2字符依次相同，例如：xyx和xyxy中前一半字符与后一半字符是否相同
7.La和Lb按值非递减，归并La和Lb，得到新的单链表Lc，使得Lc也按值非递减且不含重复元素，并占用原来的空间
8.带头单链表中所有元素的数据值按递增顺序排列，删除链表中大于min且小于max的元素
9.设计一个算法，判断La是否为Lb的子链，子链的定义为:La中的从前到后的所有节点的数据域都按照原有顺序出现在Lb上
10.两个单词有相同的后缀时可共享相同的后缀存储空间，例如“act”和“dicf”，如下图所示，设La和Lb分别指向两个单词所在单链表的头结点，链表结点结构(data,next），设计算法查找公共后缀的起始位置。如图中标注的阴影数据结点部分分为"act"和“dict”公共后缀的起始位置

1.使用头插法构建带头结点的单链表

构建大体思路，
写一个函数构建单链表（链表引用头，int数组，数组长度）
也就是说通过先读入数组，然后再构建单链表

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
typedef  int ElemType;
typedef struct LinkNode
{
    ElemType data;
    struct LinkNode* next;
    
}LinkNode,*LinkList;

void creat_linklist_byinserthead(LinkList &L,int enterArra[],int enterArraLength)
{
    //先定义头结点
    L=(LinkNode *)malloc(sizeof(LinkNode));
    L->next=NULL;
    
    //循环头插结点
    int index=0; //第一个数组下标
    while(index<enterArraLength)
    {
        LinkNode *p=(LinkNode *)malloc(sizeof(LinkNode));
        p->data= enterArra[index++];
        p->next=L->next;
        L->next=p;
    }
}

void printLink(LinkList L)
{
    LinkList p=L->next;
    while (p) {
        printf("%d->",p->data);
        p=p->next;
    }
    printf("NULL\n");
}
int main()
{
    LinkList L=NULL;  //声明一个头指针
    int enterArra[100]={0};
    int enterlength=0;
    printf("请输入数组序列:\n");
    int enterData=999999;//读入结束标记是999999，当读入999999时，输入就结束，循环就结束
    while (scanf("%d",&enterData)&&999999>enterData) {
        enterArra[enterlength++]=enterData;
    }             //结束数组的读入
    creat_linklist_byinserthead(L, enterArra, enterlength);
    printLink(L);
    
    printf("\n");
    return 1;
}

2.使用尾插法构建带头结点的单链表

void creat_linklist_byinserttail(LinkList &L,int enterArra[],int enterArraLength)
{
    //先定义头结点
    L=(LinkNode *)malloc(sizeof(LinkNode));
    L->next=NULL;
    
    //循环尾插结点
    int index=0; //第一个数组下标
    LinkList tail=L;
    while(index<enterArraLength)
    {
        LinkNode *p=(LinkNode *)malloc(sizeof(LinkNode));
        p->data= enterArra[index++];
        tail->next=p;
        tail=p;
    }
    tail->next=NULL;
}

3.在第i个数据结点前插入元素e

void insert_before_i(LinkList &L,int k,int e)  //在第k个元素前插入，移动k-1下就插入
{
    LinkNode *p=L;
    for(int i=0;i<k-1;i++)
    {
        p=p->next;
    }            // 找到插入点
    LinkNode *x=(LinkNode*)malloc(sizeof(LinkNode));
    x->data=e;
    x->next=p->next;
    p->next=x;
}

4.设计算法高效查找带头单链表倒数第m个位置(m个正整数)的结点并输出该结点值

void getdata(LinkList L,int m)
{
    LinkNode *cur=L->next;
    LinkNode *pre=L->next;
    
    while (m--) {
        cur=cur->next;
    }
    
    while(cur!=NULL)
    {
        pre=pre->next;
        cur=cur->next;
    }
    printf("元素是%d\n",pre->data);
}

5.已知指针La和Lb分别指向两个无头结点的单链表。编写函数完成从La中删除第j个元素开始的共len个元素，并将这len个元素插入到表Lb中第j个元素之前

分析：
本题中值得积累的点，在于人为加入头结点，来进行头结点的让控制链表的操作更简单。
至于这道题就是按步骤来就行

主函数

//定义两个现成的单链表La和Lb
    int a[8]={1,2,3,4,5,6,7,8};
    int b[8]={9,10,11,12,13,14,15,16};
    LinkList La=NULL;
    LinkList Lb=NULL;
    creat_linklist_byinserttail(La, a, 8);
    creat_linklist_byinserttail(Lb, b, 8);
    printLink(La);
    printLink(Lb);
    operator_linklist(4, 3, La, Lb);
    printLink(La);
    printLink(Lb);

自定义函数

void operator_linklist(int j,int len,LinkList &La,LinkList &Lb)
{
    //首先是从给La和Lb加上头结点
    LinkNode* headLa=(LinkNode*)malloc(sizeof(LinkNode));
    LinkNode* headLb=(LinkNode*)malloc(sizeof(LinkNode));
    headLa->next=La;
    headLb->next=Lb;
    
    int count=j; //
    LinkNode* p1=headLa;
    //找到La第j个元素指向位置
    while (count--) {
        p1=p1->next;
    }    //循环结束后此时的p1指向第j个元素的前一个元素
    count=len;
    LinkNode* p2=p1;
    while(count--)
    {
        p2=p2->next;
    }             // p2指向删除链上的最后一个元素
    printf("第%d个元素的前一个元素是%d\n",j,p1->data);
    printf("删除链的最后一个元素是%d\n",p2->data);
   
    LinkNode* p3=p1;  p1=p1->next; //p1指向删除链的第一个元素，p2指向删除链的最后一个元素,p3指向删除链的前一个元素
    p3->next=p2->next;  //完成La的断链
    p2->next=NULL;
    
    //记录L的第j个元素的前一个元素，和第j个元素
      count=j-1;
    LinkNode* p4=Lb;
    while (count--) {
        p4=p4->next;
    }    //循环结束后此时的p4指向第j个元素的前一个元素
    LinkNode* p5=p4->next;  //p5记录指向j个元素
    p4->next=p1;
    p2->next=p5;
    free(headLa);
    free(headLb);
    
}

6.设单链表表头指针为L，节点数据域为字符。设计时间复杂度最低的算法判断前n/2个字符是否与后n/2字符依次相同，例如：xyx和xyxy中前一半字符与后一半字符是否相同

思路：
利用快慢指针找到中间结点，然后依次从前往后对比就完了

7.La和Lb按值非递减，归并La和Lb，得到新的单链表Lc，使得Lc也按值非递减且不含重复元素，并占用原来的空间

思路:
La和Lb从头开始遍历，用尾插法建立单链表，然后利用尾插法建立单链表Lc，若元素和Lc表尾元素不同，加入Lc，相同就下一个。

void no_repeat_insert(LinkList &tailLc, LinkNode *&pnode)
{
    // 判断元素是否重复, 使用尾插法插入
    if (tailLc == NULL || tailLc->data != pnode->data)
    {
        tailLc->next = pnode;
        tailLc = tailLc->next;  // 尾插法，一直指向表尾
    }
    pnode = pnode->next;  // 后移
}

void combineSortedLink(LinkList &Lc, LinkList &La, LinkList &Lb)
{
    LinkNode *pcurLa = La;
    LinkNode *pcurLb = Lb;
    LinkNode *tailLc = Lc;

    // 只有在两个链表都不为空的情况下，才能进行比较合并
    while (pcurLa != NULL && pcurLb != NULL)
    {
        if (pcurLa->data <= pcurLb->data)
        {
            no_repeat_insert(tailLc, pcurLa);
        }
        else
        {
            no_repeat_insert(tailLc, pcurLb);
        }
    }

    // 如果La有剩余，继续插入
    while (pcurLa != NULL)
    {
        no_repeat_insert(tailLc, pcurLa);
    }

    // 如果Lb有剩余，继续插入
    while (pcurLb != NULL)
    {
        no_repeat_insert(tailLc, pcurLb);
    }

    // 最后将链表末尾置空，确保链表的完整性
    tailLc->next = NULL;
}

本题积累，
1.用函数的过程中，别忘了&，指针变量也要&，才能进行实际操作。
2.pcurLb != NULL和!pcurLb作为while循环的条件，意义不同
pcurLb != NULL是说它不是空指针
!pcurLb意思是只要pcurLb是空的就进行循环，完全是相反的语句。

8.带头单链表中所有元素的数据值按递增顺序排列，删除链表中大于min且小于max的元素

设计数据:
1.全部小于min或全部大于max，返回原先链表
2.有大于min小于max的部分，删除后返回

void delete_min_max(LinkList &head,int min,int max)
{
    LinkNode*cur=head->next;
    LinkNode*pre=head;
    while(cur!=NULL)
    {
        if(cur->data>min&&cur->data<max)
        {
            pre->next=cur->next;
            cur=cur->next;
        }else
        {
            cur=cur->next;
            pre=pre->next;
        }
    }
}

9.设计一个算法，判断La是否为Lb的子链，子链的定义为:La中的从前到后的所有节点的数据域都按照原有顺序出现在Lb上

思路核心:
遍历Lb，每当Lb的第一个结点与La的第一个结点相同时，比较随后的结点是否相同，若不相同则返回Lb的下一个结点，知道Lb结点遍历完，以此类推。

设计数据：
La是Lb子链的情况:
{1,2,3};
{1,2,1,2,2,1,2,3};
La不是Lb子链的情况:

int isSubLinkList(LinkList La, LinkList Lb)
{
    LinkNode *pb = Lb;
    LinkNode *pa;
    
    while (pb != NULL)
    {
        printf("循环开始时pb指向:%d\n",pb->data);
        
        // 每次新的匹配尝试时，重置 pa 到 La 的头部
        pa = La;
        LinkNode *falg = pb;  // 记录当前的起始位置
        printf("记录当前的起始位置flag:%d\n",falg->data);
        
        // 进入匹配过程
        while (pa != NULL && pb != NULL && pa->data == pb->data)
        {
            pa = pa->next;
            pb = pb->next;
        }

        if (pa == NULL)  // 如果 La 的所有节点都匹配完毕
        {
            printf("匹配成功\n");
            return 1;  // 匹配成功
        }

        // 如果匹配失败，重置 pb 到 falg 的下一个节点，继续检查
        pb = falg->next;
    }

    return 0;  // 匹配失败
}

注意以上代码是不带头结点的单链表，我要提醒自己了，敲代码的时候忘了我定义的单链表是带头结点的了，然后一直调试失败。我要提醒我自己了。

10.两个单词有相同的后缀时可共享相同的后缀存储空间，例如“act”和“dicf”，如下图所示，设La和Lb分别指向两个单词所在单链表的头结点，链表结点结构(data,next），设计算法查找公共后缀的起始位置。如图中标注的阴影数据结点部分分为"act"和“dict”公共后缀的起始位置

本题的本质就是力扣上的相交链表

本题思想:
求出La，Lb的长度，然后找到较长的那个，两个链表做差，得到链表差，然后让较长的链表先移动差值个单位，然后两个链表就等长了。就可以一直后移找公共的后缀。

struct ListNode *getIntersectionNode(struct ListNode *headA, struct ListNode *headB) {
   if(headA == NULL || headB == NULL) return NULL;  // 如果任一链表为空，返回 NULL

    struct ListNode * pa=headA;
    struct ListNode * pb=headB;
    int length_la=0;
    int length_lb=0;
    int chazhi=0;
    while(pa->next!=NULL)
    {
        length_la++;
        pa=pa->next;
    }
     while(pb->next!=NULL)
    {
        length_lb++;
        pb=pb->next;
    }
    printf("%d\n",length_lb);
    pa=headA;
    pb=headB;
    if(length_la>=length_lb)
    {
        chazhi=length_la-length_lb;
        while(chazhi--)
        {
            pa=pa->next;
        }
    }else
    {
        chazhi=length_lb-length_la;
        printf("%d\n",chazhi);
         while(chazhi--)
        {
            pb=pb->next;
        }
    }
   
   while(pa!=NULL&&pb!=NULL)
   {
        printf("pa指向%d\n",pa->val);
        printf("pb指向%d\n",pb->val);
        if(pa==pb)
        {
            return pa;
        }
        pa=pa->next;
        pb=pb->next;
   }

   return NULL;
}

本题注意点是最后比较的时候，是pa==pb不是pa->next==pb->next