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python反轉(zhuǎn)單鏈表算法題

 更新時(shí)間:2022年05月05日 08:28:09   作者:小小小小人ksh  
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了python反轉(zhuǎn)單鏈表算法題,文中示例代碼介紹的非常詳細(xì),具有一定的參考價(jià)值,感興趣的小伙伴們可以參考一下

現(xiàn)在算法是大廠面試的必考題,而且越來(lái)越難,已經(jīng)不是簡(jiǎn)單的列表,字符串操作了,會(huì)涉及到各種數(shù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)。單鏈表的反轉(zhuǎn)也是經(jīng)??嫉囊坏李},里面故在此記錄一下。

1.鏈表的特點(diǎn):

順序存儲(chǔ)元素,但是元素在空間上是不連續(xù)的,所以在鏈表每個(gè)元素中除了存儲(chǔ)元素的值,還會(huì)存儲(chǔ)下一個(gè)元素的地址,單鏈表的話(huà)就只有指向下一個(gè)元素的指針,雙向鏈表的話(huà)還會(huì)有指向前一個(gè)元素的指針。正是由于鏈表以上的存儲(chǔ)特點(diǎn),在做插入和刪除操作時(shí)只需要斷開(kāi)指針的連接,不需要移動(dòng)后面的數(shù)據(jù),所以對(duì)鏈表修改的效率會(huì)很高,但是查找的效率會(huì)很低,這也正是鏈表和數(shù)組的區(qū)別。鏈表的存儲(chǔ)示意圖:

完成這道題至少有3種方式:

1.先對(duì)原鏈表做頭部刪操作,再對(duì)新鏈表做頭部插入操作;
2.通過(guò)3個(gè)指針實(shí)現(xiàn),p0指向前一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針,p1表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的指針,p2表示下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針
3.用遞歸實(shí)現(xiàn);

2.方式一:

1)創(chuàng)建一個(gè)新的空列表;

2)取出舊鏈表中頭結(jié)點(diǎn)的元素,將其next指針設(shè)置為新鏈表的頭指針,同時(shí)將舊鏈表的頭結(jié)點(diǎn)執(zhí)行下一個(gè)元素

3)依次重復(fù)第2)步的操作,直到取出就鏈表中所有的節(jié)點(diǎn)。

4)最后形成的新鏈表如下,實(shí)現(xiàn)了反轉(zhuǎn)的功能:

5)代碼實(shí)現(xiàn):

# encoding=utf-8
import copy
?
?
class Node:
? ? """節(jié)點(diǎn)類(lèi),包含值和下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針"""
? ? def __init__(self, value, next=None):
? ? ? ? self.value = value
? ? ? ? self.next = next
?
? ? def __str__(self):
? ? ? ? return "Node value:%s" % self.value
?
?
class LinkedList:
? ? def __init__(self, head=None, tail=None):
? ? ? ? self.head = head
? ? ? ? self.tail = tail
?
? ? def get_all(self):
? ? ? ? """獲取鏈表中所有的節(jié)點(diǎn)"""
? ? ? ? nodes = []
? ? ? ? temp = self.head
? ? ? ? while temp:
? ? ? ? ? ? nodes.append(temp.value)
? ? ? ? ? ? temp = temp.next
? ? ? ? return nodes
?
? ? def add_node(self, value):
? ? ? ? """在列表中添加節(jié)點(diǎn)"""
? ? ? ? node = Node(value)
? ? ? ? # 空鏈表,收尾指針都指向新增加的節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? if self.head is None:
? ? ? ? ? ? self.head = node
? ? ? ? ? ? self.tail = node
? ? ? ? else:
? ? ? ? ? ? self.tail.next = node
? ? ? ? ? ? self.tail = node
?
? ? def reverse_list(self):
? ? ? ? """反轉(zhuǎn)單向列表
? ? ? ? 思路一:先對(duì)原鏈表做頭刪操作,再對(duì)新鏈表做頭插
? ? ? ? """
? ? ? ? # 定義一個(gè)新的鏈表
? ? ? ? new_list_node = LinkedList()
? ? ? ? temp = copy.deepcopy(self.head)
? ? ? ? while temp:
? ? ? ? ? ? # 1.對(duì)之前的鏈表做頭刪除操作
? ? ? ? ? ? node = temp
? ? ? ? ? ? temp = temp.next
?
? ? ? ? ? ? # 2.對(duì)新的鏈表做頭插入操作
? ? ? ? ? ? if new_list_node.head is None:
? ? ? ? ? ? ? ? new_list_node.tail = node
? ? ? ? ? ? node.next = new_list_node.head
? ? ? ? ? ? new_list_node.head = node
? ? ? ? return new_list_node
?
?
if __name__ == "__main__":
? ? l = LinkedList()
? ? for i in range(5):
? ? ? ? l.add_node(i)
? ? new_list_node = l.reverse_list()
? ? print(new_list_node.get_all())
? ? print(new_list_node.tail)

3.方式二

借助3個(gè)指針來(lái)實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn),p0之前前一個(gè)節(jié)點(diǎn),p1指向當(dāng)前操作的節(jié)點(diǎn),p2指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。操作過(guò)程如下:將p1的next指針之前p0,之后將p0指向p1節(jié)點(diǎn),p1指向p2節(jié)點(diǎn),如果p1不為空,重復(fù)以上操作,最后,p0即為新列表的頭節(jié)點(diǎn)。

1)開(kāi)始時(shí)p0為空;將p1指向鏈表的頭節(jié)點(diǎn),p1節(jié)點(diǎn)的next指針指向p0;p2指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn):

2)調(diào)整3個(gè)指針的指向:將p0指向p1;p1指向p2,p1的next指向p0;p2指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)

3)循環(huán)執(zhí)行以上步驟,直到p1指向的節(jié)點(diǎn)不為空,最后得到的鏈表為:

4)代碼實(shí)現(xiàn):

# encoding=utf-8
import copy
?
?
class Node:
? ? """節(jié)點(diǎn)類(lèi),包含值和下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針"""
? ? def __init__(self, value, next=None):
? ? ? ? self.value = value
? ? ? ? self.next = next
?
? ? def __str__(self):
? ? ? ? return "Node value:%s" % self.value
?
?
class LinkedList:
? ? def __init__(self, head=None, tail=None):
? ? ? ? self.head = head
? ? ? ? self.tail = tail
?
? ? def get_all(self):
? ? ? ? """獲取鏈表中所有的節(jié)點(diǎn)"""
? ? ? ? nodes = []
? ? ? ? temp = self.head
? ? ? ? while temp:
? ? ? ? ? ? nodes.append(temp.value)
? ? ? ? ? ? temp = temp.next
? ? ? ? return nodes
?
? ? def add_node(self, value):
? ? ? ? """在列表中添加節(jié)點(diǎn)"""
? ? ? ? node = Node(value)
? ? ? ? # 空鏈表,收尾指針都指向新增加的節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? if self.head is None:
? ? ? ? ? ? self.head = node
? ? ? ? ? ? self.tail = node
? ? ? ? else:
? ? ? ? ? ? self.tail.next = node
? ? ? ? ? ? self.tail = node
?
? ? def reverse_list(self):
? ? ? ? """
? ? ? ? 反轉(zhuǎn)單向列表
? ? ? ? 思路二:通過(guò)3個(gè)指針實(shí)現(xiàn),p0指向前一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針,p1表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的指針,p2表示下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針
? ? ? ? :return: LinkedList 對(duì)象
? ? ? ? """
? ? ? ? p1 = copy.deepcopy(self.head)
? ? ? ? p2 = p1.next
? ? ? ? # 定義一個(gè)新的鏈表對(duì)象
? ? ? ? new_list_node = LinkedList()
? ? ? ? while p1:
? ? ? ? ? ? if new_list_node.head is None:
? ? ? ? ? ? ? ? new_list_node.tail = p1
? ? ? ? ? ? # 將p1的next指向新鏈表的頭結(jié)點(diǎn)
? ? ? ? ? ? p1.next = new_list_node.head
? ? ? ? ? ? # 將新鏈表的頭結(jié)點(diǎn)指向p1
? ? ? ? ? ? new_list_node.head = p1
? ? ? ? ? ? # 將p1指向p2
? ? ? ? ? ? p1 = p2
? ? ? ? ? ? # 判斷p2是否指向了鏈表的末尾
? ? ? ? ? ? if p2:
? ? ? ? ? ? ? ? p2 = p2.next
? ? ? ? return new_list_node
?
?
if __name__ == "__main__":
? ? l = LinkedList()
? ? for i in range(5):
? ? ? ? l.add_node(i)
? ? new_list_node = l.reverse_list()
? ? print(new_list_node.get_all())
? ? print(new_list_node.tail)

4.方式三:

遞歸就是將問(wèn)題分解為處理過(guò)程一致的子問(wèn)題進(jìn)行處理,但是一定要要結(jié)束條件。鏈表的反轉(zhuǎn)也可以采用遞歸的方式實(shí)現(xiàn),每次傳入的節(jié)點(diǎn)不是最后一個(gè)的話(huà),就將下一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為參數(shù)傳遞進(jìn)去,遞歸調(diào)用;直到傳入的是最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)開(kāi)始逐級(jí)返回。

1)將鏈表中每個(gè)節(jié)點(diǎn)作為參數(shù),依次傳入到reverse_list函數(shù)中;

2)當(dāng)傳入的是最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí),以此節(jié)點(diǎn)為頭結(jié)點(diǎn)創(chuàng)建一個(gè)新的鏈表,并將此鏈表返回;

3)上一級(jí)的調(diào)用者接受到返回的鏈表后,將傳入的節(jié)點(diǎn)作為鏈表的尾結(jié)點(diǎn)放到鏈表中;

4)逐級(jí)返回,直到回到最開(kāi)始執(zhí)行reverse_list函數(shù)中,將生成的新鏈表返回即可

5)代碼實(shí)現(xiàn):

# encoding=utf-8
import copy
?
?
class Node:
? ? """節(jié)點(diǎn)類(lèi),包含值和下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針"""
? ? def __init__(self, value, next=None):
? ? ? ? self.value = value
? ? ? ? self.next = next
?
? ? def __str__(self):
? ? ? ? return "Node value:%s" % self.value
?
?
class LinkedList:
? ? def __init__(self, head=None, tail=None):
? ? ? ? self.head = head
? ? ? ? self.tail = tail
?
? ? def get_all(self):
? ? ? ? """獲取鏈表中所有的節(jié)點(diǎn)"""
? ? ? ? nodes = []
? ? ? ? temp = self.head
? ? ? ? while temp:
? ? ? ? ? ? nodes.append(temp.value)
? ? ? ? ? ? temp = temp.next
? ? ? ? return nodes
?
? ? def add_node(self, value):
? ? ? ? """在列表中添加節(jié)點(diǎn)"""
? ? ? ? node = Node(value)
? ? ? ? # 空鏈表,收尾指針都指向新增加的節(jié)點(diǎn)
? ? ? ? if self.head is None:
? ? ? ? ? ? self.head = node
? ? ? ? ? ? self.tail = node
? ? ? ? else:
? ? ? ? ? ? self.tail.next = node
? ? ? ? ? ? self.tail = node
?
?
? ? def reverse_list(self, node):
? ? ? ? """
? ? ? ? 反轉(zhuǎn)單鏈表
? ? ? ? 思路三:用遞歸實(shí)現(xiàn)
? ? ? ? :return:LinkedList 對(duì)象
? ? ? ? """
? ? ? ? if node.next is None:
? ? ? ? ? ? return LinkedList(node, node)
? ? ? ? temp = copy.deepcopy(node)
? ? ? ? # 斷開(kāi)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的連接
? ? ? ? temp.next = None
? ? ? ? # 將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)放到內(nèi)層遞歸返回的鏈表結(jié)尾
? ? ? ? l = self.reverse_list(node.next)
? ? ? ? l.tail.next = temp
? ? ? ? l.tail = temp
? ? ? ? return l
?
?
if __name__ == "__main__":
? ? l = LinkedList()
? ? for i in range(5):
? ? ? ? l.add_node(i)
? ? new_list_node = l.reverse_list1()
? ? print(new_list_node.get_all())
? ? print(new_list_node.tail)

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容,希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。

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