反转链表、链表内指定区间反转

🕗 发布于 2024-11-21 23:35 链表 数据结构

反转链表

给定一个单链表的头结点pHead（该头节点是有值的，比如在下图，它的val是1），长度为n，反转该链表后，返回新链表的表头。

如当输入链表{1,2,3}时，经反转后，原链表变为{3,2,1}，所以对应的输出为{3,2,1}。以上转换过程如下图所示：

在这里插入图片描述
示例：

输入：{1,2,3}
返回值：{3,2,1}

好久好久没有刷题了，这一年大多在写Shell脚本或者Python脚本去了，已经忘记自己是C++起家的了，好几天前大页表吴同学找了两个题目说有意思让我试一下，害，当天晚上没做出来，有时间了再看这题目，其实就是头插法，尾插法是正序，头插法就是反转了，代码附上，关键是第二题。

/**
 * struct ListNode {
 *int val;
 *struct ListNode *next;
 *ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 * };
 */
#include <cstddef>
class Solution {
public:
    /**
     * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可
     *
     * 
     * @param head ListNode类 
     * @return ListNode类
     */
    ListNode* ReverseList(ListNode* head) {
        // write code here
        ListNode* Rs = NULL;
        ListNode* Next = head->next;
        ListNode* Cur = head;
        while(Cur){
            Cur->next = Rs;
            Rs = Cur;
            Cur = Next;
            Next = Next->next;
        }
        return Rs;
    }
};

链表内指定区间反转

将一个节点数为 size 链表 m 位置到 n 位置之间的区间反转。
在这里插入图片描述
这个题目首先我的想法就是把第一题反转的函数用上，然后把只需要截断反转再连接就可以了。我们使用示例{1，2，3，4，5}，2，4。

第一种思路：

首先是找到需要反转的区间链表，

ListNode* dummyNode = new ListNode(-1);
dummyNode->next = head;

ListNode* pre = dummyNode;
for(int i=0;i<m-1;i++){
    pre = pre->next;
}

ListNode* rightNode = pre ;
for(int i=0;i<n-m+1;i++){
    rightNode = rightNode->next;
}

ListNode* leftNode = pre->next;//leftNode = {2，3，4，5}
ListNode* cur = rightNode->next;//后置链表 cur = {5}

//截断链表
pre->next=NULL;//前置链表截断 pre = {1}
rightNode->next=NULL;//后置链表截断 leftNode = {2，3，4}

反转函数：

ListNode* ReverseList(ListNode* head) {
    // write code here
    ListNode* Rs = NULL;
    ListNode* Next = head->next;
    ListNode* Cur = head;
    while(Cur){
        Cur->next = Rs;
        Rs = Cur;
        Cur = Next;
        Next = Next->next;
    }
    return Rs;
}

得到反转后的区间后，前置部分直接链接，后置部分通过遍历到反转区间链表的最后一个元素指向最后一部分。

ListNode* mid = ReverseList(leftNode);//mid = {4，3，2}

pre->next = mid;
while (mid ->next)
    mid = mid -> next;
mid ->next = cur;
return dummyNode->next;

完整代码：

/**
 * struct ListNode {
 *  int val;
 *  struct ListNode *next;
 *  ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 * };
 */
#include <ios>
#include <iostream>
using namespace std;
class Solution {
  public:
    /**
     * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可
     *
     *
     * @param head ListNode类
     * @param m int整型
     * @param n int整型
     * @return ListNode类
     */
    ListNode* ReverseList(ListNode* head) {
        // write code here
        ListNode* Rs = NULL;
        ListNode* Next = head->next;
        ListNode* Cur = head;
        while(Cur){
            Cur->next = Rs;
            Rs = Cur;
            Cur = Next;
            Next = Next->next;
        }
        return Rs;
    }
    
    ListNode* reverseBetween(ListNode* head, int m, int n) {
        // write code here
        ListNode* dummyNode = new ListNode(-1);
        dummyNode->next = head;
 
        ListNode* pre = dummyNode;
        for(int i=0;i<m-1;i++){
            pre = pre->next;
        }
        
        ListNode* rightNode = pre ;
        for(int i=0;i<n-m+1;i++){
            rightNode = rightNode->next;
        }
        
        ListNode* leftNode = pre->next;
        ListNode* cur = rightNode->next;
 
        pre->next=NULL;
        rightNode->next=NULL;

        ListNode* mid = ReverseList(leftNode);

        pre->next = mid;
        while (mid ->next)
            mid = mid -> next;
        mid ->next = cur;
        return dummyNode->next;
    }
};

第二种思路：

第二种思路就是反转函数返回一个链表有点多此一举，只需要在反转函数里对链表进行操作即可。
反转函数：

void ReverseList(ListNode* head) {
    // write code here
    ListNode* Rs = NULL;
    ListNode* Next = head->next;
    ListNode* Cur = head;
    while(Cur){
        Cur->next = Rs;
        Rs = Cur;
        Cur = Next;
        Next = Next->next;
    }
}

反转后：

//反转前 leftNode = {2，3，4} rightNode = {4}
ReverseList(leftNode);
//反转后 leftNode = {2} rightNode = {4，3，2}
pre->next = rightNode;
leftNode->next = cur;
return dummyNode->next;

完整代码：

/**
 * struct ListNode {
 *  int val;
 *  struct ListNode *next;
 *  ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 * };
 */
#include <ios>
#include <iostream>
using namespace std;
class Solution {
  public:
    /**
     * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可
     *
     *
     * @param head ListNode类
     * @param m int整型
     * @param n int整型
     * @return ListNode类
     */
    void ReverseList(ListNode* head) {
        // write code here
        ListNode* Rs = NULL;
        ListNode* Next = head->next;
        ListNode* Cur = head;
        while(Cur){
            Cur->next = Rs;
            Rs = Cur;
            Cur = Next;
            Next = Next->next;
        }
    }
    
    ListNode* reverseBetween(ListNode* head, int m, int n) {
        // write code here
        ListNode* dummyNode = new ListNode(-1);
        dummyNode->next = head;
 
        ListNode* pre = dummyNode;
        for(int i=0;i<m-1;i++){
            pre = pre->next;
        }
        
        ListNode* rightNode = pre ;
        for(int i=0;i<n-m+1;i++){
            rightNode = rightNode->next;
        }
        
        ListNode* leftNode = pre->next;
        ListNode* cur = rightNode->next;
 
        pre->next=NULL;
        rightNode->next=NULL;

        ReverseList(leftNode);

        pre->next = rightNode;
        leftNode->next = cur;
        return dummyNode->next;
    }
};

链表介绍

链表（Linked List）是一种线性数据结构，其中的元素（通常称为节点）按顺序排列，每个节点包含两部分信息：存储数据的部分和指向下一个节点的指针或引用。链表中的每个节点通过指针连接在一起，因此它不需要在内存中连续存储。链表有几种常见的形式：

单向链表（Singly Linked List）：每个节点只包含一个指向下一个节点的指针，链表是单向的，无法向后遍历。
双向链表（Doubly Linked List）：每个节点包含两个指针，一个指向下一个节点，另一个指向前一个节点，因此可以双向遍历。
循环链表（Circular Linked List）：链表的最后一个节点指向链表的第一个节点，形成一个环。

链表的优点：

动态内存分配：链表不需要预先定义大小，可以根据需要动态增长或缩小。
插入和删除操作：链表的插入和删除操作可以在常数时间内完成，特别是对于已知位置的节点。

链表的缺点：

随机访问：由于链表的元素不在连续的内存位置，因此不能像数组一样通过索引进行随机访问，必须从头节点开始遍历。

链表广泛应用于实现队列、栈以及某些复杂数据结构，如图和哈希表的底层实现。

原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_43912621/article/details/143837005

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