C語言實題講解快速掌握單鏈表上

更新時間：2022年04月11日 12:17:09 作者：三分苦

單鏈表是后面要學(xué)的雙鏈表以及循環(huán)鏈表的基礎(chǔ)，要想繼續(xù)深入了解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及C語言，我們就要奠定好這塊基石！接下來就和我一起學(xué)習(xí)吧

1、移除鏈表元素

鏈接直達(dá)：

移除鏈表元素

題目：

思路：

此題要綜合考慮多種情況，常規(guī)情況就如同示例1，有多個節(jié)點，并且val不連續(xù)，但是非常規(guī)呢？當(dāng)val連續(xù)呢？當(dāng)頭部就是val呢？所以要分類討論

常規(guī)情況：

需要定義兩個指針prev和cur，cur指向第一個數(shù)據(jù)，prev指向cur的前一個。依次遍歷cur指向的數(shù)據(jù)是否為val，若是，則把prev的下一個節(jié)點指向cur的下一個節(jié)點上，cur=cur->next，prev跟著cur一起走，直到cur走到NULL

連續(xù)val：

當(dāng)我們仔細(xì)觀察下，不難發(fā)現(xiàn)，在常規(guī)情況下是可以解決連續(xù)val的，但是頭部val就不可了

頭部val：

此時除了剛才定義的兩個指針prev和cur外，還要有個head指向頭部，當(dāng)頭部是val時，將cur指向下一個位置，head跟著一起動，直到cur指向的數(shù)據(jù)不為val時，將head賦給prev。此時剩余的就按常規(guī)處理即可。

代碼如下：

struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val){
    struct ListNode*cur=head;
    struct ListNode*prev=NULL;
    while(cur)
    {
        if(cur->val!=val)
        {
            prev=cur;
            cur=cur->next;
        }
        else
        {
            struct ListNode*next=cur->next;
            if(prev==NULL)
            {
                free(cur);
                cur=next;
                head=next;
            }
            else
            {
                prev->next=cur->next;
                free(cur);
                cur=prev->next;
            }
        }
    }
    return head;
}

2、反轉(zhuǎn)鏈表

鏈接直達(dá)：

反轉(zhuǎn)鏈表

題目：

思路：

法一：三指針翻轉(zhuǎn)方向

定義三個指針n1，n2，n3分別用來指向NULL，第一個數(shù)據(jù)，第二個數(shù)據(jù)。讓n2的next指向n1，把n2賦給n1，再把n3賦給n2，再執(zhí)行n3=n3->next的操作，接下來重復(fù)上述操作，直到n2指向空即可。但是要注意，要先判斷該鏈表是否為NULL，如果是，則返回NULL，此外，還要保證當(dāng)n3為空時就不要動了，直接把n3賦給n2即可。

代碼如下：

struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head){
    if(head==NULL)
    {
        return NULL;
    }
    struct ListNode*n1=NULL;
    struct ListNode*n2=head;
    struct ListNode*n3=n2->next;
    while(n2)
    {
        n2->next=n1;
        n1=n2;
        n2=n3;
        if(n3)
        {
            n3=n3->next;
        }
    }
    return n1;
}

法二：頭插

此法就需要再創(chuàng)建一個鏈表了，創(chuàng)建一個新的頭部newhead指向NULL，再定義一個指針cur指向原鏈表第一個數(shù)據(jù)，注意還得定義一個指針next指向cur的下一個節(jié)點。遍歷原鏈表，把節(jié)點取下來頭插到newhead所在的鏈表。每次更新newhead賦給cur，如圖所示：

代碼如下：

struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head){
    if(head==NULL)
    {
        return NULL;
    }
    struct ListNode*cur=head;
    struct ListNode*next=cur->next;
    struct ListNode*newhead=NULL;
    while(cur)
    {
        cur->next=newhead;
        newhead=cur;
        cur=next;
        if(next)
        {
            next=next->next;
        }
    }
    return newhead;
}

3、鏈表的中間節(jié)點

鏈接直達(dá)：

鏈表的中間節(jié)點

題目：

思路：

快慢指針

這道題要注意奇偶數(shù)，如果為奇數(shù)，如示例1，那么中間節(jié)點值就是3，反之偶數(shù)如示例2，返回第二個中間節(jié)點。此題我們定義兩個指針slow和fast都指向第一個數(shù)據(jù)的位置，區(qū)別在于讓slow一次走1步，fast一次走2步。當(dāng)fast走到尾指針時，slow就是中間節(jié)點

代碼如下：

struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head){
    struct ListNode*slow=head;
    struct ListNode*fast=head;
    while(fast&&fast->next)
    {
        slow=slow->next;
        fast=fast->next->next;
    }
    return slow;
}

4、鏈表中倒數(shù)第k個節(jié)點

鏈接直達(dá)：

鏈表中倒數(shù)第k個節(jié)點

題目：

思路：

快慢指針

定義兩個指針slow和fast，讓fast先走k步，再讓slow和fast同時走，當(dāng)fast走到尾部時，slow就是倒數(shù)第k個，因為這樣的話slow和fast的差距始終是k個，當(dāng)fast走到空時結(jié)束。此題同樣可以走k-1步，不過當(dāng)fast走到尾部時結(jié)束，也就是fast的下一個節(jié)點指向空時結(jié)束，都一樣。先拿走k步舉例，如圖所示：

代碼如下：

struct ListNode* FindKthToTail(struct ListNode* pListHead, int k ) {
    // write code here
    struct ListNode*fast=pListHead;
    struct ListNode*slow=pListHead;
    while(k--)
    {
        //if判斷，防止k大于鏈表的長度
        if(fast==NULL)
            return NULL;
        fast=fast->next;
    }
    while(fast)
    {
        fast=fast->next;
        slow=slow->next;
    }
    return slow;
}

5、合并兩個有序鏈表

鏈接直達(dá)：

合并兩個有序鏈表

題目：

思路：

法一：歸并（取小的尾插）--- 帶頭節(jié)點

假設(shè)新鏈表的頭叫head并指向NULL，還需要定義一個指針tail來方便后續(xù)的找尾，依次比較list1和list2節(jié)點的值，把小的放到新鏈表head上，并更新tail，再把list1或list2更新一下。當(dāng)list1和list2兩個鏈表中一個走到空時，直接把剩下的鏈表所有剩下的元素拷進(jìn)去即可

代碼如下：

struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2){
    //檢查list1或list2一開始就為NULL的情況
    if(list1==NULL)
    {
        return list2;
    }
    if(list2==NULL)
    {
        return list1;
    }
    struct ListNode*head=NULL;
    struct ListNode*tail=head;
    while(list1&&list2)
    {
        if(list1->val<list2->val)
        {
            if(tail==NULL)
            {
                head=tail=list1;
            }
            else
            {
                tail->next=list1;
                tail=list1;
            }
            list1=list1->next;
        }
        else
        {
            if(tail==NULL)
            {
                head=tail=list2;
            }
            else
            {
                tail->next=list2;
                tail=list2;
            }
            list2=list2->next;
        }
    }
    //當(dāng)list1和list2其中一個走到空的情況
    if(list1==NULL)
    {
        tail->next=list2;
    }
    else
    {
        tail->next=list1;
    }
    return head;
}

法二：哨兵位的頭節(jié)點

解釋下帶頭節(jié)點：

比如說同樣一個鏈表存1，2，3。不帶頭節(jié)點只有這三個節(jié)點，head指向1。而帶頭節(jié)點的同樣存3個值，不過有4個節(jié)點，head指向頭部這個節(jié)點，這個節(jié)點不存儲有效數(shù)據(jù)

帶頭結(jié)點有如下好處，不用判斷head和tail是否為空了，也不用判斷l(xiāng)ist1和list2是否為空了，會方便不少。和上述思路一樣，取小的下來尾插，直接鏈接到tail后面即可。但是要注意返回的時候要返回head的next，因為題目給的鏈表是不帶頭的，而head本身指向的就是那個頭，所以要返回下一個。

代碼如下：

struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2) {
    struct ListNode* head = NULL, * tail = NULL;
    head = tail = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
    head->next = NULL;
    while (list1 && list2)
    {
        if (list1->val < list2->val)
        {
            tail->next = list1;
            tail = list1;
            list1 = list1->next;
        }
        else
        {
            tail->next = list2;
            tail = list2;
            list2 = list2->next;
        }
    }
    //當(dāng)list1和list2其中一個走到空的情況
    if (list1 == NULL)
    {
        tail->next = list2;
    }
    else
    {
        tail->next = list1;
    }
    struct ListNode* list = head->next;
    free(head);
    head = NULL
        return list;
}

6、鏈表分割

鏈接直達(dá)：

鏈表分割

題目：

思路：

定義兩個鏈表lesshead和greaterhead。遍歷原鏈表，把 < x 的插入到鏈表1，把 > x 的插入到鏈表2，最后再把鏈表1和鏈表2鏈接起來。在定義兩個尾指針以跟進(jìn)鏈表1和2新增元素

代碼如下：

class Partition {
public:
    ListNode* partition(ListNode* pHead, int x) {
        // write code here
        struct ListNode* lessHead, * lessTail, * greaterHead, * greaterTail;
        lessHead = lessTail = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
        greaterHead = greaterTail = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
        lessTail->next = greaterTail->next = NULL;
        struct ListNode* cur = pHead;
        while (cur)
        {
            if (cur->val < x)
            {
                lessTail->next = cur;
                lessTail = lessTail->next;
            }
            else
            {
                greaterTail->next = cur;
                greaterTail = greaterTail->next;
            }
            cur = cur->next;
        }
        //合并
        lessTail->next = greaterHead->next;
        greaterTail->next = NULL;
        struct ListNode* list = lessHead->next;
        free(lessHead);
        free(greaterHead);
        return list;
    }
};

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