logo标签列表

如何使用仅两个指针反转单向链表？

calgorithmdata-structureslinked-listsingly-linked-list
114

我想知道是否存在一种逻辑可以仅使用两个指针来反转单链表。

以下方法使用三个指针，分别为p、q和r，用于反转单链表：

struct node {
    int data;
    struct node *link;
};

void reverse() {
    struct node *p = first,
                *q = NULL,
                *r;

    while (p != NULL) {
        r = q;
        q = p;
        p = p->link;
        q->link = r;
    }
    first = q;
}

有没有其他替代方法来反转链表？在时间复杂度方面，反转单向链表的最佳逻辑是什么？

1
可能重复：https://dev59.com/tEfRa4cB1Zd3GeqP83D8 - kajaco
3
不完全正确，这是两个队列而不是两个指针。 - paxdiablo
7
因为你在这里是来帮忙的，而不是为了玩一场声望游戏。 - GManNickG
1
你正在帮助那些从问题和答案中获益的读者，我发现这非常有见地。 - Andrew Coleson
1
双向链表可以在O(1)时间内实现反转。请查看我的答案。 - Karussell
显示剩余2条评论
36个回答
0
#include<stdio.h>
#include<conio.h>
#include<stdlib.h>
struct node
{
int data;
struct node *link;
};
struct node *first=NULL,*last=NULL,*next,*pre,*cur,*temp;
void create()
{
cur=(struct node*) malloc(sizeof(struct node));
printf("enter first data to insert");
scanf("%d",&cur->data);
first=last=cur;
first->link=NULL;
}
void insert()
{
int pos,c;
cur=(struct node*) malloc(sizeof(struct node));
printf("enter data to insert and also its position");
scanf("%d%d",&cur->data,&pos);
if(pos==1)
{
cur->link=first;
first=cur;
}
else
{
c=1;
    next=first;
    while(c<pos)
    {
        pre=next;
        next=next->link;
        c++;
    }
        if(pre==NULL)
        {
            printf("Invalid position");
        }
        else
        {
        cur->link=pre->link;
        pre->link=cur;
        }
}
}
void display()
{
cur=first;
while(cur!=NULL)
{
printf("data= %d\t address= %u\n",cur->data,cur);
cur=cur->link;
}
printf("\n");
}
void rev()
{
pre=NULL;
cur=first;
while(cur!=NULL)
{
next=cur->link;
cur->link=pre;
pre=cur;
cur=next;
}
first=pre;
}
void main()
{
int choice;
clrscr();
do
{
printf("Options are: -\n1:Create\n2:Insert\n3:Display\n4:Reverse\n0:Exit\n");
printf("Enter your choice: - ");
scanf("%d",&choice);
switch(choice)
{
case 1:
create();
break;
case 2:
insert();
break;
case 3:
display();
break;
case 4:
rev();
break;
case 0:
exit(0);
default:
printf("wrong choice");
}
}
while(1);
}
如果有任何问题的C语言实现，请与我联系。 - Mr. Amit Kumar
0

这里有一个简单的解决方案...

void reverse()
{
    node * pointer1 = head->next;
    if(pointer1 != NULL)
    {
        node *pointer2 = pointer1->next;
        pointer1->next = head;
        head->next = NULL;
        head = pointer1;

        if(pointer2 != NULL)
        {

            while(pointer2 != NULL)
            {
                pointer1 = pointer2;
                pointer2 = pointer2->next;
                pointer1->next = head;
                head = pointer1;
            }

            pointer1->next = head;
            head = pointer1;
        }       
   }
 }
0
作为一种替代方案，您可以使用递归-
struct node* reverseList(struct node *head)
{
    if(head == NULL) return NULL;
    if(head->next == NULL) return head;

    struct node* second = head->next;       
    head->next = NULL;

    struct node* remaining = reverseList(second);
    second->next = head;

    return remaining;
}
这怎么正确呢？你使用了超过两个指针，每次进行函数调用时它们都只是隐藏在堆栈中。 - Mike G
0
我正在使用Java来实现这个项目，采用测试驱动开发的方法，因此也附带了测试用例。
表示单个节点的Node类 -
package com.adnan.linkedlist;

/**
 * User  : Adnan
 * Email : sendtoadnan@gmail.com
 * Date  : 9/21/13
 * Time  : 12:02 PM
 */
public class Node {

    public Node(int value, Node node){
        this.value = value;
        this.node = node;
    }
    private int value;
    private Node node;

    public int getValue() {
        return value;
    }

    public Node getNode() {
        return node;
    }

    public void setNode(Node node){
        this.node = node;
    }
}

服务类，以起始节点作为输入并在不使用额外空间的情况下将其保留。

package com.adnan.linkedlist;

/**
 * User  : Adnan
 * Email : sendtoadnan@gmail.com
 * Date  : 9/21/13
 * Time  : 11:54 AM
 */
public class SinglyLinkedListReversal {

    private static final SinglyLinkedListReversal service 
= new SinglyLinkedListReversal();
    public static SinglyLinkedListReversal getService(){
        return service;
    }



    public Node reverse(Node start){
        if (hasOnlyNodeInLinkedList(start)){
            return start;
        }
        Node firstNode, secondNode, thirdNode;
        firstNode = start;
        secondNode = firstNode.getNode();
        while (secondNode != null ){
            thirdNode = secondNode.getNode();
            secondNode.setNode(firstNode);
            firstNode = secondNode;
            secondNode = thirdNode;
        }
        start.setNode(null);
        return firstNode;
    }

    private boolean hasOnlyNodeInLinkedList(Node start) {
        return start.getNode() == null;
    }


}

并且覆盖上述场景的测试用例。请注意，您需要junit jars。我正在使用testng.jar；您可以使用任何您喜欢的。

package com.adnan.linkedlist;

import org.testng.annotations.Test;

import static org.testng.AssertJUnit.assertTrue;

/**
 * User  : Adnan
 * Email : sendtoadnan@gmail.com
 * Date  : 9/21/13
 * Time  : 12:11 PM
 */
public class SinglyLinkedListReversalTest {

    private SinglyLinkedListReversal reversalService = 
SinglyLinkedListReversal.getService();

    @Test
    public void test_reverseSingleElement() throws Exception {
        Node node = new Node(1, null);
        reversalService.reverse(node);
        assertTrue(node.getNode() == null);
        assertTrue(node.getValue() == 1);
    }


    //original - Node1(1) -> Node2(2) -> Node3(3)
    //reverse - Node3(3) -> Node2(2) -> Node1(1)
    @Test
    public void test_reverseThreeElement() throws Exception {
        Node node3 = new Node(3, null);
        Node node2 = new Node(2, node3);
        Node start = new Node(1, node2);


        start = reversalService.reverse(start);
        Node test = start;
        for (int i = 3; i >=1 ; i -- ){
          assertTrue(test.getValue() == i);
            test = test.getNode();
        }


    }

    @Test
    public void test_reverseFourElement() throws Exception {
        Node node4 = new Node(4, null);
        Node node3 = new Node(3, node4);
        Node node2 = new Node(2, node3);
        Node start = new Node(1, node2);


        start = reversalService.reverse(start);
        Node test = start;
        for (int i = 4; i >=1 ; i -- ){
            assertTrue(test.getValue() == i);
            test = test.getNode();
        }
    }

        @Test
        public void test_reverse10Element() throws Exception {
            Node node10 = new Node(10, null);
            Node node9 = new Node(9, node10);
            Node node8 = new Node(8, node9);
            Node node7 = new Node(7, node8);
            Node node6 = new Node(6, node7);
            Node node5 = new Node(5, node6);
            Node node4 = new Node(4, node5);
            Node node3 = new Node(3, node4);
            Node node2 = new Node(2, node3);
            Node start = new Node(1, node2);


            start = reversalService.reverse(start);
            Node test = start;
            for (int i = 10; i >=1 ; i -- ){
                assertTrue(test.getValue() == i);
                test = test.getNode();
            }


    }

    @Test
    public void test_reverseTwoElement() throws Exception {
        Node node2 = new Node(2, null);
        Node start = new Node(1, node2);


        start = reversalService.reverse(start);
        Node test = start;
        for (int i = 2; i >=1 ; i -- ){
            assertTrue(test.getValue() == i);
            test = test.getNode();
        }


    }
}
0

以下是使用2个指针（head和r）的一种实现方式

ListNode * reverse(ListNode* head) {

    ListNode *r = NULL;

    if(head) {
        r = head->next;
        head->next = NULL;
    }

    while(r) {
        head = reinterpret_cast<ListNode*>(size_t(head) ^ size_t(r->next));
        r->next = reinterpret_cast<ListNode*>(size_t(r->next) ^ size_t(head));
        head = reinterpret_cast<ListNode*>(size_t(head) ^ size_t(r->next));

        head = reinterpret_cast<ListNode*>(size_t(head) ^ size_t(r));
        r = reinterpret_cast<ListNode*>(size_t(r) ^ size_t(head));
        head = reinterpret_cast<ListNode*>(size_t(head) ^ size_t(r));
    }
    return head;
}
尽管这样可能聪明而难以理解，但如果 sizeof(size_t) < sizeof(ListNode*)，那么你会遇到麻烦... 你应该使用 std::uintptr_t。 - Quentin
0

这里是一个稍微不同但简单的C++11方法：

#include <iostream>

struct Node{
    Node(): next(NULL){}
    Node *next;
    std::string data;
};

void printlist(Node* l){
    while(l){
        std::cout<<l->data<<std::endl;
        l = l->next;
    }
    std::cout<<"----"<<std::endl;
}

void reverse(Node*& l)
{
    Node* prev = NULL;
    while(l){
        auto next = l->next;
        l->next = prev;
        prev=l;
        l=next;
    }
    l = prev;
}

int main() {
    Node s,t,u,v;
    s.data = "1";
    t.data = "2";
    u.data = "3";
    v.data = "4";
    s.next = &t;
    t.next = &u;
    u.next = &v;
    Node* ptr = &s;
    printlist(ptr);
    reverse(ptr);
    printlist(ptr);
    return 0;
}

输出这里

0
如果你使用链表作为堆栈结构，这是一个简单的算法：
 #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct list {
    int key;
    char value;
    struct list* next;
} list;
void print(list*);
void add(list**, int, char);
void reverse(list**);
void deleteList(list*);

int main(void) {
    list* head = NULL;
    int i=0;
    while ( i++ < 26 ) add(&head, i, i+'a');
    printf("Before reverse: \n");
    print(head);
    printf("After reverse: \n");
    reverse(&head);
    print(head);
    deleteList(head);

}
void deleteList(list* l) {

    list* t = l;    
    while ( t != NULL ) {
        list* tmp = t;
        t = t->next;
        free(tmp);
    }

}
void print(list* l) {
    list* t = l;
    while ( t != NULL) {
        printf("%d:%c\n", t->key, t->value);
        t = t->next;
    }
}

void reverse(list** head) {
    list* tmp = *head;
    list* reversed = NULL;
    while ( tmp != NULL ) {
        add(&reversed, tmp->key, tmp->value);
        tmp = tmp->next;
    }
    deleteList(*head);
    *head = reversed;
}

void add(list** head, int k, char v) {

    list* t = calloc(1, sizeof(list));
    t->key = k; t->value = v;
    t->next = *head;
    *head = t;

}

由于调用 add 和 malloc 函数，性能可能会受到影响，因此地址交换算法更好，但实际上它会创建新的列表，因此如果将回调函数作为参数添加到 reverse 中，则可以使用其他附加选项，如排序或删除项目。

0

这是我的版本：

void reverse(ListElem *&head)
{
    ListElem* temp;
    ListElem* elem = head->next();
    ListElem* prev = head;
    head->next(0);

    while(temp = elem->next())
    {
        elem->next(prev);
        prev = elem;
        elem = temp;
    }
    elem->next(prev);
    head = elem;
}

在哪里

class ListElem{
public:
    ListElem(int val): _val(val){}
    ListElem *next() const { return _next; }
    void next(ListElem *elem) { _next = elem; }
    void val(int val){ _val = val; }
    int val() const { return _val;}
private:
    ListElem *_next;
    int _val;
};
0

不，没有比当前的O(n)更快的方法。您需要更改每个节点，因此时间将与元素数量成比例，这已经是O(n)。

XOR链表可以在常数时间内翻转。 - user1095108
0
网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的
可以查看英文原文，
原文链接