go语言|数据结构:单链表(3)刷题实战

简介: go语言|数据结构:单链表(3)刷题实战

单链表——刷题实战



任意类型的数据域


之前的链表定义数据域都是整型int,如果需要不同类型的数据就要用到 interface{}。



空接口 interface{}


 对于描述起不到任何的作用(因为它不包含任何的method),但interface{}在需要存储任意类型的数值的时候相当有用,因为它可以存储任意类型的数值。


 一个函数把interface{}作为参数,那么它可以接受任意类型的值作为参数;如果一个函数返回interface{},那么也就可以返回任意类型的值,类似于C语言的void*类型。


package main
import "fmt"
type Node struct {
  data interface{}
  next *Node
}
type List struct {
  head *Node
}
func (list *List) push(value interface{}) {
  node := &Node{data: value}
  p := list.head
  if p != nil {
    for p.next != nil {
      p = p.next
    }
    p.next = node
  } else {
    list.head = node
  }
}
func (list *List) travel() {
  p := list.head
  for p != nil {
    fmt.Print(p.data)
    p = p.next
    if p != nil {
      fmt.Print("->")
    }
  }
  fmt.Println("<nil>")
}
func main() {
  node := new(List)
  node.push("abc")
  node.push(3.142)
  node.push('a')
  node.push(3 + 4i)
  node.push([]int{1, 2, 3})
  node.push([8]byte{'a', 3: 'd'})
  node.push(Node{1, &Node{2, nil}}.data)
  node.push(Node{1, &Node{2, nil}}.next)
  node.travel()
}
/*输出:
abc->3.142->97->(3+4i)->[1 2 3]->[97 0 0 100 0 0 0 0]->1->&{2 <nil>}<nil>
*/



实例01

把字串中汉字除外的所有字符逐个存入链表,且数字以整型保存。

package main
import "fmt"
type Node struct {
  data interface{}
  next *Node
}
type List struct {
  head *Node
}
func (list *List) push(value interface{}) {
  node := &Node{data: value}
  p := list.head
  if p != nil {
    for p.next != nil {
      p = p.next
    }
    p.next = node
  } else {
    list.head = node
  }
}
func (list *List) travel() {
  p := list.head
  for p != nil {
    fmt.Print(p.data)
    p = p.next
    if p != nil {
      fmt.Print("->")
    }
  }
  fmt.Println("<nil>")
}
func main() {
  node := new(List)
  str := "Golang数据结构123:单链表0789"
  for _, s := range str {
    if s >= 48 && s < 58 {
      node.push(s - 48)
    } else if s < 128 {
      node.push(string(s))
    }
  }
  node.travel()
}
/*输出:
G->o->l->a->n->g->1->2->3->:->0->7->8->9<nil>
*/



快慢指针

给单链表设置2个指针,其中一个指针先移动n个节点,然后同时移动这2个指针,那么当先移动的指针到达尾部时,后移动的那个指针就是倒数第 n 个节点。先移动的指针称“快指针”,后出发的指针称“慢指针”,其实一样“快”只是出发有先后。



实例02

删除链表中倒数第 n 个结点

package main
import "fmt"
type Node struct {
  data interface{}
  next *Node
}
type List struct {
  head *Node
}
func (list *List) removNthBack(n int) {
  if n > list.size() {
    panic("range error: n <= List's size")
  }
  var fast, slow *Node
  head := list.head
  fast = head
  slow = head
  for i := 0; i < n; i++ {
    fast = fast.next
  }
  if fast == nil {
    list.head = head.next
    return
  }
  for fast.next != nil {
    fast = fast.next
    slow = slow.next
  }
  slow.next = slow.next.next
}
func removNthBack(list *List, n int) *List {
  if n > list.size() {
    panic("range error: n <= List's size")
  }
  var fast, slow *Node
  head := list.head
  fast = head
  slow = head
  for i := 0; i < n; i++ {
    fast = fast.next
  }
  if fast == nil {
    list.head = head.next
    return list
  }
  for fast.next != nil {
    fast = fast.next
    slow = slow.next
  }
  slow.next = slow.next.next
  return list
}
func (list *List) push(value interface{}) {
  node := &Node{data: value}
  p := list.head
  if p != nil {
    for p.next != nil {
      p = p.next
    }
    p.next = node
  } else {
    list.head = node
  }
}
func (list *List) size() int {
  length := 0
  for p := list.head; p != nil; p = p.next {
    length++
  }
  return length
}
func (list *List) travel() {
  p := list.head
  for p != nil {
    fmt.Print(p.data)
    p = p.next
    if p != nil {
      fmt.Print("->")
    }
  }
  fmt.Println("<nil>")
}
func main() {
  lst := new(List)
  str := "12309"
  for _, s := range str {
    lst.push(s - 48)
  }
  lst.travel()
  lst.removNthBack(3)
  lst.travel()
  lst = removNthBack(lst, 3)
  lst.travel()
  lst.removNthBack(2)
  lst.travel()
  //lst.removNthBack(10) //panic error
  lst.removNthBack(2)
  lst.travel()
  lst.removNthBack(1)
  lst.travel()
  //lst.removNthBack(1) //panic error
}
/*输出:
1->2->3->0->9<nil>
1->2->0->9<nil>
1->0->9<nil>
1->9<nil>
9<nil>
<nil>
*/



反转链表

遍历一个链表,每个结点用头插法相接的新链表就是原链表的反转结果。



实例03

反转整个链表

package main
import "fmt"
type Node struct {
  data interface{}
  next *Node
}
type List struct {
  head *Node
}
func (list *List) reverse() {
  res := &List{}
  for p := list.head; p != nil; p = p.next {
    node := &Node{p.data, nil}
    node.next = res.head
    res.head = node
  }
  list.head = res.head
}
func (list *List) pushHead(value interface{}) {
  node := &Node{data: value}
  node.next = list.head
  list.head = node
}
func (list *List) build(lst []interface{}) {
  for i := len(lst) - 1; i >= 0; i-- {
    node := &Node{data: lst[i]}
    node.next = list.head
    list.head = node
  }
}
func (list *List) clear() {
  list.head = nil
}
func (list *List) travel() {
  p := list.head
  for p != nil {
    fmt.Print(p.data)
    p = p.next
    if p != nil {
      fmt.Print("->")
    }
  }
  fmt.Println("<nil>")
}
func main() {
  lst := new(List)
  for n := 5; n > 0; n-- {
    lst.pushHead(n)
  }
  lst.travel()
  lst.reverse()
  lst.travel()
  lst.clear()
  lst.build([]interface{}{6.13, "/", 100000, "Hann", 1.0e-5})
  lst.travel()
  lst.reverse()
  lst.travel()
}
/*输出:
1->2->3->4->5<nil>
5->4->3->2->1<nil>
6.13->/->100000->Hann->1e-05<nil>
1e-05->Hann->100000->/->6.13<nil>
*/



实例04


反转链表的其中一段,反转从第m个结点到n个结点(其中0<m<=n<=length of List)

Input: 1->2->3->4->5->nil, m = 2, n = 4

Output: 1->4->3->2->5->nil


package main
import "fmt"
type Node struct {
  data interface{}
  next *Node
}
type List struct {
  head *Node
}
func reverseBetween(list *List, m int, n int) *List {
  list = list.Copy()
  head := list.head
  if head == nil || m >= n {
    return list
  }
  if m < 1 { //防止范围左端超限
    m = 1
  }
  node := &Node{0, head}
  p := node
  for i := 0; p.next != nil && i < m-1; i++ {
    p = p.next
  }
  if p.next == nil {
    return list
  }
  cur := p.next
  for i := 0; i < n-m && cur.next != nil; i++ {
    //由cur.next != nil防止范围右端超限
    tmp := p.next
    p.next = cur.next
    cur.next = cur.next.next
    p.next.next = tmp
  }
  list.head = node.next
  return list
}
func (list *List) reverseBetween(m int, n int) {
  head := list.head
  if head == nil || m >= n {
    return
  }
  if m < 1 { //防止范围左端超限
    m = 1
  }
  node := &Node{0, head}
  p := node
  for i := 0; p.next != nil && i < m-1; i++ {
    p = p.next
  }
  if p.next == nil {
    return
  }
  cur := p.next
  for i := 0; i < n-m && cur.next != nil; i++ {
    //由cur.next != nil防止范围右端超限
    tmp := p.next
    p.next = cur.next
    cur.next = cur.next.next
    p.next.next = tmp
  }
  list.head = node.next
}
func (list *List) pushHead(value interface{}) {
  node := &Node{data: value}
  node.next = list.head
  list.head = node
}
func (list *List) build(lst []interface{}) {
  for i := len(lst) - 1; i >= 0; i-- {
    node := &Node{data: lst[i]}
    node.next = list.head
    list.head = node
  }
}
func (list *List) Copy() *List {
  p := list.head
  res := &List{}
  if p != nil {
    node := &Node{p.data, nil}
    q := node
    for p = p.next; p != nil; p = p.next {
      q.next = &Node{p.data, nil}
      q = q.next
    }
    res.head = node
  }
  return res
}
func (list *List) travel() {
  p := list.head
  for p != nil {
    fmt.Print(p.data)
    p = p.next
    if p != nil {
      fmt.Print("->")
    }
  }
  fmt.Println("<nil>")
}
func main() {
  list1 := new(List)
  list2 := new(List)
  for n := 5; n > 0; n-- {
    list1.pushHead(n)
  }
  list1.travel()
  list2 = reverseBetween(list1, 2, 4)
  list2.travel()
  list2 = reverseBetween(list1, 2, 3)
  list2.travel()
  list2 = reverseBetween(list1, 2, 5)
  list2.travel()
  list2 = reverseBetween(list1, 2, 6)
  list2.travel()
  list2 = reverseBetween(list1, 1, 6)
  list2.travel()
  list2 = reverseBetween(list1, 0, 3)
  list2.travel()
  list1.reverseBetween(1, 3)
  list1.travel()
}
/*输出:
1->2->3->4->5<nil>
1->4->3->2->5<nil>
1->3->2->4->5<nil>
1->5->4->3->2<nil>
1->5->4->3->2<nil>
5->4->3->2->1<nil>
3->2->1->4->5<nil>
3->2->1->4->5<nil>
*/




交换节点


实例05


链表的相邻节点两两交换位置

Given 1->2->3->4, you should return the list as 2->1->4->3.


package main
import "fmt"
type Node struct {
  data interface{}
  next *Node
}
type List struct {
  head *Node
}
func (list *List) swapPairs() {
  p := list.head
  if p == nil || p.next == nil {
    return
  }
  head := p.next
  var node, node2 *Node
  for p.next != nil {
    cur := p.next
    if node != nil && node.next != nil {
      node.next = cur
    }
    if p.next.next != nil {
      node2 = p.next.next
    }
    if p.next.next != nil {
      p.next = node2
    } else {
      p.next = nil
    }
    cur.next = p
    node = p
    if p.next != nil {
      p = node2
    }
  }
  list.head = head
}
func swapPairs(list *List) *List {
  list = list.Copy()
  p := list.head
  if p == nil || p.next == nil {
    return list
  }
  head := p.next
  var node, node2 *Node
  for p.next != nil {
    cur := p.next
    if node != nil && node.next != nil {
      node.next = cur
    }
    if p.next.next != nil {
      node2 = p.next.next
    }
    if p.next.next != nil {
      p.next = node2
    } else {
      p.next = nil
    }
    cur.next = p
    node = p
    if p.next != nil {
      p = node2
    }
  }
  list.head = head
  return list
}
func (list *List) Copy() *List {
  p := list.head
  res := &List{}
  if p != nil {
    node := &Node{p.data, nil}
    q := node
    for p = p.next; p != nil; p = p.next {
      q.next = &Node{p.data, nil}
      q = q.next
    }
    res.head = node
  }
  return res
}
func (list *List) build(lst []interface{}) {
  for i := len(lst) - 1; i >= 0; i-- {
    node := &Node{data: lst[i]}
    node.next = list.head
    list.head = node
  }
}
func (list *List) travel() {
  p := list.head
  for p != nil {
    fmt.Print(p.data)
    p = p.next
    if p != nil {
      fmt.Print("->")
    }
  }
  fmt.Println("<nil>")
}
func main() {
  list1 := new(List)
  list2 := new(List)
  list1.build([]interface{}{1, 2, 3, 4, 5, 6})
  list1.travel()
  list2 = swapPairs(list1)
  list2.travel()
  list2 = &List{&Node{0, nil}}
  list2.head.next = list1.Copy().head
  list2.travel()
  list2.swapPairs()
  list2.travel()
}
/*输出:
1->2->3->4->5->6<nil>
2->1->4->3->6->5<nil>
0->1->2->3->4->5->6<nil>
1->0->3->2->5->4->6<nil>
*/


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