C++将单链表的每K个结点之间逆序改进版空间复杂度O(1)

#include <iostream>


struct Node {
int value;
Node *next;


Node(int data) : value(data), next(nullptr) {}
};
void print(Node *head);
Node * reverse(Node * start, Node * end, Node * left, Node * right);
Node * reverseKNode(Node * head, int k);


int main()
{
Node n1(1);
Node n2(2);
Node n3(3);
Node n4(4);
Node n5(5);
Node n6(6);
Node n7(7);
Node n8(8);


n1.next = &n2;
n2.next = &n3;
n3.next = &n4;
n4.next = &n5;
n5.next = &n6;
n6.next = &n7;
n7.next = &n8;


print(reverseKNode(&n1, 4));


system("pause");
return 0;
}


void print(Node *head) //打印函数
{
while (head != nullptr)
{
std::cout << head->value << std::endl;
head = head->next;
}
}


Node * reverseKNode(Node * head, int k)
{
if (head == nullptr || k < 2) {
return head;
}
Node * newHead = head;
Node *cur = head; //cur表示当前指向的Node
Node *right = nullptr; //反转k个元素的下一个元素
Node *left = nullptr; //反转K个元素的前一个元素,若没有则为nullptr
Node *start = head; //将要反转的第一个元素
int count = 0;


while (cur != nullptr) {
++count;
right = cur->next;
if (count % k == 0 && cur != nullptr) {
left = reverse(start, cur, left, right);
start = left->next;
newHead = newHead == head ? cur : newHead;
count = 0;
cur = left; //reverser()之后 将cur重置 将其设置为reverse的第一个Node
}
cur = cur->next;
}
return newHead;
}


Node * reverse(Node * start, Node * end, Node * left, Node * right)  //反转部分链表
{
Node * pre = start;
Node * cur = start->next;
Node * next = nullptr;


while (cur != right) {
next = cur->next;
cur->next = pre;
pre = cur;
cur = next;
}
if (left != nullptr) {
left->next = end;
}
start->next = right;


return start;
}
要实现带头结点单链表逆序,并且要求空间复杂度为O(1),可以采用三指针法,也就是对链表进行原地逆序。具体操作步骤如下: 1. 初始化三个指针:`prev`(前指针),`curr`(当前指针,初始指向头结点的下一个节点,即链表的第一个实际存储数据的节点),`next`(后指针,用于临时保存`curr`的下一个节点)。 2. 遍历链表,对每个节点进行逆序操作: - 在当前节点逆序操作中,首先保存`curr`的下一个节点到`next`。 - 将`curr`的`next`指针指向前一个节点`prev`。 - 将`prev`指针移动到`curr`位置,即`prev` = `curr`。 - 将`curr`指针移动到`next`位置,即`curr` = `next`。 3. 当`curr`指针移动到链表尾部(即`curr`为空指针时),表示整个链表已经逆序完成,此时`prev`指针指向新的头结点(即原链表的尾节点)。 以下是使用C语言实现该算法的示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义链表节点结构体 typedef struct Node { int data; struct Node* next; } Node; // 创建一个新的节点 Node* createNode(int data) { Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node)); if (newNode) { newNode->data = data; newNode->next = NULL; } return newNode; } // 向链表尾部添加节点 void appendNode(Node* head, int data) { Node* newNode = createNode(data); Node* curr = head; while (curr->next) { curr = curr->next; } curr->next = newNode; } // 打印链表 void printList(Node* head) { Node* curr = head->next; // 跳过头结点 while (curr) { printf("%d ", curr->data); curr = curr->next; } printf("\n"); } // 单链表逆序函数 void reverseList(Node* head) { Node* prev = NULL; Node* curr = head->next; // 当前节点指向头结点的下一个节点 Node* next = NULL; while (curr) { next = curr->next; // 保存下一个节点 curr->next = prev; // 反转当前节点的指针 prev = curr; // 前指针移动到当前节点 curr = next; // 当前节点移动到下一个节点 } head->next = prev; // 将头结点的next指向前一个节点,完成逆序 } int main() { Node* head = createNode(0); // 创建带头结点链表 appendNode(head, 1); appendNode(head, 2); appendNode(head, 3); appendNode(head, 4); printf("原始链表: "); printList(head); reverseList(head); printf("逆序后的链表: "); printList(head); // 释放链表内存 Node* temp; while (head) { temp = head; head = head->next; free(temp); } return 0; } ```
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