单链表反转的分析及实现

简介:
  • 我先画一个单链表,这个单链表有4个元素。我的思路就是,每次把第二个元素提到最前面来。比如下面是第一次交换,我们先让头结点的next域指向结点a2,再让结点a1的next域指向结点a3,最后将结点a2的next域指向结点a1,就完成了第一次交换。
第一次交换
  • 然后进行相同的交换将结点a3移动到结点a2的前面,然后再将结点a4移动到结点a3的前面就完成了反转。
第二次交换
第三次交换
  • 思路有了,那就可以写代码了。这里我们需要额外的两个工作指针来辅助交换。这个下面的步骤慢慢理解下,结合图片。注意结点之间的关系要先断再连。

步骤:

  1. 定义当前结点 current,初始值为首元结点,current = L->next;
  2. 定义当前结点的后继结点 pnext, pnext = current->next; 
  3. 只要 pnext 存在,就执行以下循环:
    • 定义新节点 prev,它是 pnext的后继结点,prev = pnext->next;
    • 把pnext的后继指向current, pnext->next = current;
    • 此时,pnext 实际上已经到了 current 前一位成为新的current,所以这个时候 current 结点实际上成为新的 pnext,current = pnext;
    • 此时,新的 current 就是 pnext,current = pnext;
    • 而新的 pnext 就是 prev,pnext = prev;
  4. 最后将头结点与 current 重新连上即可,L->next = current;

函数设计如下:

01 /* 单链表反转/逆序 */
02 Status ListReverse(LinkList L)
03 {
04     LinkList current,pnext,prev;
05     if(L == NULL || L->next == NULL)
06         return L;
07     current = L->next;  /* p1指向链表头节点的下一个节点 */
08     pnext = current->next;
09     current->next = NULL;
10     while(pnext)
11     {
12         prev = pnext->next;
13         pnext->next = current;
14         current = pnext;
15         pnext = prev;
16         printf("交换后:current = %d,next = %d \n",current->data,current->next->data);
17     }
18     //printf("current = %d,next = %d \n",current->data,current->next->data);
19     L->next = current;  /* 将链表头节点指向p1 */
20     return L;
21 }
  • 其实在你写函数的时候,我也写了个函数,也能运行。思路也差不多,不过你的current一直是表的第一个结点,我这里的current始终是首元结点的值,我的函数需要每次对pnext重新赋值。一会解释下。
01 Status ListReverse2(LinkList L)
02 {
03     LinkList current, p;
04  
05     if (L == NULL)
06     {
07         return NULL;
08     }
09     current = L->next;
10     while (current->next != NULL)
11     {
12         p = current->next;
13         current->next = p->next;
14         p->next = L->next;
15         L->next = p;
16     }
17     return L;
18 }
  1. p = current->next; p 就相当于前面的 pnext。(图1中a2即为p)
  2. current->next = p->next; p->next 就相当于 prev的角色,这句代码意思是 current 的后继指向 prev.(相当于图1中a1->next = a3(a2->next))
  3. p->next = L->next; 这句就是 p 的后继直接指向首元节点。(相当于图1中a2->next = a1)
  4. L->next = p; 然后再将头结点指向 p。(相当于图1中L->next = a2)
  • 参照图就很容易理解上面的步骤了。我觉得我这么写比你的清晰一些。我先将current指向prev,再将pnext指向current,最后将头结点指向pnext。

这个是程序运行的结果。

01 整体创建L的元素(头插法):
02 // 原链表,current = 68, pnext = 55,68指向18,55指向18,头结点指向55
03 -> 68 -> 55 -> 18 -> 45 -> 41 -> 43 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67
04  
05 // 第一次交换后,原链表变成这样
06 -> 55 -> 68 -> 18 -> 45 -> 41 -> 43 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67
07 // 进行第二次交换,pnext = 18,68指向45,18变成头结点
08 -> 18 -> 55 -> 68 -> 45 -> 41 -> 43 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67
09 // 进行第三次交换,pnext = current->next = 45,68指向41,45变成头结点
10 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 41 -> 43 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67
11 // ……
12 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 43 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67
13  
14 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67
15  
16 -> 5 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 28 -> 80 -> 67
17  
18 -> 28 -> 5 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 80 -> 67
19  
20 -> 80 -> 28 -> 5 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 67
21 // current 68 没有后继,反转结束
22 -> 67 -> 80 -> 28 -> 5 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68
23  
24  
25 反转L后
26 -> 67 -> 80 -> 28 -> 5 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68

最后附上完整代码,反转有两个函数。

  • 方法1,current始终保持在第一位,pnext与prev遍历并完成交换。
  • 方法2,current始终是原链表的第一个数,然后把pnext不断移动到首位。
  View Code

 

有两个方法可以实现单链表的反转:

方法一:

复制代码
 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 
 4 typedef struct Node
 5 {
 6     int data;
 7     struct Node *next; 
 8 }Node; 
 9 Node *head,*p; 
10 
11 Node * ReverseLink(Node *head)
12 {
13     Node *p1, *p2, *p3;
14     if(head==NULL || head->next==NULL)
15         return head;
16     p1=head, p2=p1->next;
17     while(p2)
18     {
19         p3=p2->next;
20         p2->next=p1;
21         p1=p2;
22         p2=p3;
23     }
24     head->next=NULL;
25     head=p1;
26     return head;
27 }
28 
29 void CreateList(int n)
30 {
31     Node *q;  
32     int i;
33     printf("Input %2d data: ",n); 
34     head=(Node *)malloc(sizeof(Node)); 
35     q=head;
36     scanf("%d",&q->data);
37     for(i=2;i<=n;i++)
38     {
39         q->next=(Node *)malloc(sizeof(Node));
40         q=q->next;
41         scanf("%d",&q->data);
42     }
43     q->next=NULL;
44 } 
45 
46 void PrintList() 
47 { 
48     Node *q; 
49     q=head; 
50     while (q!=NULL) 
51     { 
52         printf("%-8d",q->data);
53         q=q->next;
54     }
55     printf("\n");
56 }
57 
58 void main()
59 {
60     CreateList(5);
61     PrintList();
62     head=ReverseLink(head);
63     PrintList();
64 }
复制代码

 

方法二:

复制代码
 1 #include <iostream>
 2 #include <assert.h>
 3 using namespace std; 
 4 
 5 struct LNode{    
 6     char data;   
 7     LNode * next;
 8 }; 
 9 
10 LNode * initList()
11 {   
12     LNode *head=new LNode; 
13     LNode *curPtr, *newPtr;  
14     curPtr=head;   
15     int i=0;    
16     char ch='A';   
17     while(i++<10) 
18     {        
19         newPtr=new LNode; 
20         newPtr->data=ch++; 
21         curPtr->next=newPtr;
22         curPtr=newPtr;
23     }    
24     newPtr->next=NULL;
25     return head;
26 } 
27 
28 void print(LNode *head)
29 {    
30     LNode *ptr=head->next;
31     while(ptr != NULL)
32     {        
33         cout << ptr->data << "  ";
34         ptr=ptr->next;
35     }    
36     cout << endl;
37 }  
38 
39 void reverse(LNode *head)
40 {   
41     assert(head != NULL && head->next != NULL);
42     LNode *ptr=head->next->next;
43     head->next->next=NULL;     
44     while(ptr != NULL)   
45     {       
46         LNode *tmp=ptr->next;    
47         ptr->next=head->next;   
48         head->next=ptr;        
49         ptr=tmp;
50     }
51 } 
52 
53 int main()
54 {   
55     LNode *head=initList();  
56     print(head);   
57     cout << "After reverse: " << endl; 
58     reverse(head);   
59     print(head);     
60     system("PAUSE");   
61     return 0;
62 }
复制代码

 

参考:http://www.cnblogs.com/heyonggang/p/3304838.html

        http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/2241

         http://blog.csdn.net/hyg0811/article/details/11113623

 



本文转自夏雪冬日博客园博客,原文链接:http://www.cnblogs.com/heyonggang/p/3304838.html,如需转载请自行联系原作者

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