C語(yǔ)言算法學(xué)習(xí)之雙向鏈表詳解
一、練習(xí)題目
題目鏈接 | 難度 |
---|---|
1472. 設(shè)計(jì)瀏覽器歷史記錄 | ★★★☆☆ |
430. 扁平化多級(jí)雙向鏈表 | ★★★☆☆ |
劍指 Offer II 028. 展平多級(jí)雙向鏈表 | ★★★☆☆ |
劍指 Offer 36. 二叉搜索樹與雙向鏈表 | ★★★★☆ |
二、算法思路
1、設(shè)計(jì)瀏覽器歷史記錄
1.這是一個(gè)模擬題;
2.初始化生成一個(gè)頭結(jié)點(diǎn),記錄一個(gè)當(dāng)前結(jié)點(diǎn);
3.向前 和 向后 是兩個(gè)類似的過程,可以統(tǒng)一實(shí)現(xiàn),注意一些邊界條件。
struct Node { string val; Node* prev; Node* next; }; class BrowserHistory { Node * List, *Current; public: BrowserHistory(string homepage) { List = new Node(); List->prev = List->next = nullptr; List->val = homepage; Current = List; } void visit(string url) { Node *Next = Current->next; if(Next == nullptr) { Current->next = new Node(); Current->next->next = nullptr; Current->next->prev = Current; }else { Node *tmp = Next->next; Next->next = nullptr; // free while(tmp) { Node *node = tmp->next; delete tmp; tmp = node; } } Current->next->val = url; Current = Current->next; } string back(int steps) { string str = Current->val; Node *pre; while(steps-- && Current) { pre = Current; Current = Current->prev; if(Current) str = Current->val; } if(nullptr == Current) Current = pre; return str; } string forward(int steps) { string str = Current->val; Node *pre; while(steps-- && Current) { pre = Current; Current = Current->next; if(Current) str = Current->val; } if(nullptr == Current) Current = pre; return str; } };
2、扁平化多級(jí)雙向鏈表
1.利用一個(gè)遞歸函數(shù)last = dfs(now),一旦遇到child域非空的結(jié)點(diǎn),則遞歸計(jì)算clast = dfs(now->child),返回值是遞歸展平后的最后一個(gè)結(jié)點(diǎn),然后進(jìn)行雙向鏈表的鏈接操作。
2.例如,當(dāng)前有 child域的結(jié)點(diǎn)為now,它的下一個(gè)結(jié)點(diǎn)是next,遞歸計(jì)算以后得到展平的鏈表的最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)為 clast,則有如下關(guān)系:
now <---> now->child ... clast <---> next
3.根據(jù)以上關(guān)系調(diào)整雙向鏈表,注意不要忘記將child域置空。
4.當(dāng)遍歷到這個(gè)雙向鏈表的最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)的時(shí)候,如果它有child域,則當(dāng)前鏈表的最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)就是clast,否則就是它自己now;
class Solution { Node* dfs(Node* head) { Node *now = head; Node *last = nullptr; while(now) { Node *cLast; if(now->child) { cLast = dfs(now->child); Node *next = now->next; // now <--> cFirst ... cLast <---> next; now->next = now->child; now->child = nullptr; now->next->prev = now; if(next) { next->prev = cLast; } cLast->next = next; } if(now->next == nullptr) { if(now->child) { last = cLast; }else { last = now; } } now = now->next; } return last; } public: Node* flatten(Node* head) { if(head == nullptr) { return nullptr; } Node *last = dfs(head); last->next = nullptr; return head; } };
3、展平多級(jí)雙向鏈表
(1)同上一題。
4、二叉搜索樹與雙向鏈表
(1)遇到這樣的題,首先需要設(shè)計(jì)好遞歸函數(shù);
(2)像這個(gè)問題,對(duì)于 左子樹 和 右子樹,需要知道雙向鏈表的 頭結(jié)點(diǎn) 和 尾結(jié)點(diǎn),所以遞歸的時(shí)候需要返回 兩個(gè)值,于是可以直接采用函數(shù)傳指針進(jìn)行返回,由于二叉樹的結(jié)點(diǎn)本身就是指針,所以需要傳 二級(jí)指針;
(3)遞歸計(jì)算左子樹變成雙向鏈表的情況;
(4)遞歸計(jì)算右子樹變成雙向鏈表的情況;
(5)將左子樹的雙向鏈表鏈接到root左邊,將右子樹的雙向鏈表鏈接到root右邊,然后根據(jù)遞歸函數(shù)的實(shí)際作用,返回 頭結(jié)點(diǎn) 和 尾結(jié)點(diǎn)。
class Solution { void dfs(Node *root, Node **minNode, Node **maxNode) { if(root == nullptr) { *minNode = nullptr; *maxNode = nullptr; return ; } Node *lminNode, *lmaxNode, *rminNode, *rmaxNode; if(root->left) { dfs(root->left, &lminNode, &lmaxNode); lmaxNode->right = root; root->left = lmaxNode; *minNode = lminNode; }else { *minNode = root; } if(root->right) { dfs(root->right, &rminNode, &rmaxNode); rminNode->left = root; root->right = rminNode; *maxNode = rmaxNode; }else { *maxNode = root; } } public: Node* treeToDoublyList(Node* root) { if(root == nullptr) { return nullptr; } Node *minNode, *maxNode; dfs(root, &minNode, &maxNode); maxNode->right = minNode; minNode->left = maxNode; return minNode; } };
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