数据结构(一)线性表循环链表相关补充

(一)合并两个循环链表

    p = rearA->next;    //A的头结点,一会还要使用
    rearA->next = rearB->next->next;    //是A的尾结点指向B的第一个结点
    q = rearB->next;    //存放B的头结点,需要释放
    rearB->next = p;    //使B的尾结点指向A的头结点
    free(q);    //释放B的头结点

(二)判断单链表中是否有环

 

 方法一:使用两个指针,循环嵌套,A指针在外层循环,一步一步向下走,B指针在内层循环,循环到A的位置,当两者的位置相同时判断走的步数是否一致,不一致则代表有环。且能够得到准确的环路节点。其中A是要将链表从头走到尾,B是一直在内层进行循环,时间复杂度为O(n^2)

//两层循环进行判断
Status HasCircle01(List L,int *seq)
{
    List la, lb;
    int stepa, stepb;
    la = lb = L;    //la在外层循环,lb在内层循环
    stepa = stepb = 1;
    while (la)
    {
        while (lb!=la)
        {
            lb = lb->next;
            stepb++;
        }
        if (stepa != stepb)
            break;
        stepa++;
        la = la->next;
        lb = L;
        stepb = 1;
    }
    if (la!=NULL)
    {
        *seq = stepb;
        return TRUE;
    }
    return FALSE;
}

方法二:使用快慢指针若是有环那么快指针会一直在环中循环,当慢指针进入环中节点后,一定会出现快指针在慢指针后面(或者相等)的情况,就可以判断是否有环,不过这种方法不容易获取到环路节点位置,时间复杂度按照慢指针来算,为O(n)

//快慢指针进行判断
Status HasCircle02(List L)
{
    List high, low;
    high = low = L;
    while (low&&high&&high->next)
    {
        if (high->next)
            high = high->next->next;
        low = low++;
        if (high == low)
            return OK;
    }
    return FALSE;
}

方法三:判断地址的大小

1.栈的地址是由高向低增长的.
2.堆得地址增长方向是由低到高向上增长的

我们创建链表时,一般是使用堆区进行,所以一般机器都是地址向上增长,若是有环,则地址会减小,我们可以使用一个指针,或者一个快指针,将每次的结点地址比较,这样时间复杂度为O(n/2),若是环足够大,我们设置的指针增长步长够大,也会优化更多。

不过有限制,就是我们创建的链表需要地址增长是单向的,就是只能使用尾插法或者头插法,不能使用中间插入或者联合使用

//地址字节进行判断,为了这种方法实现,上面无论是创建直链表还是循环链表都是使用的尾插法
Status HasCircle03(List L)
{
    List high=L;
    int MaxAddr = 0;
    while (high&&high->next)
    {
        if (high->next)
        {
            high = high->next->next;
            if (MaxAddr < high)
                MaxAddr = high;
            else
                break;
        }
    }
    if (high&&high->next)
        return TRUE;
    return FALSE;
}
//判断堆增长方向
int StackGrow()
{
    int *a,*b;
    int flag;
    a = (int *)malloc(sizeof(int));
    b = (int *)malloc(sizeof(int));
    if (a > b)
        flag = 0;
    else
        flag = 1;
    free(a);
    free(b);
    return flag;
}
使用一个小例子来判断堆的增长方向

其他方法还需要再继续回顾知识后才有思路.....

全部实现代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0

typedef int ElemType;
typedef int Status;

typedef struct Node
{
    ElemType data;
    struct Node* next;
}Node;

typedef struct Node* List;

//创建一个列表,有无环,若是有环,将单链表和循环链表合并即可
Status InitList(List* L, int flag, int* sep);
//创建一个单链表
Status CreateList(List* L, int n);
//创建一个循环链表
Status CreateCList(List* L, int n);

//开始进行判断是否有环
//两层循环进行判断
Status HasCircle01(List L,int *seq);
//快慢指针进行判断
Status HasCircle02(List L);
//地址字节进行判断,为了这种方法实现,上面无论是创建直链表还是循环链表都是使用的尾插法
Status HasCircle03(List L);


//用来打印链表
void PrintList(List L,int flag, int seq);


int main()
{
    List L = NULL;
    int seq = 0;    //分割点
    int flag = 1;

    printf("create cList?(1/0):");
    scanf("%d", &flag);

    if (!InitList(&L, flag, &seq))    //现在L指向第一个结点
        return 0;
    PrintList(L,flag,seq);

    if (HasCircle01(L, &seq))
        printf("has Circle:%d\n", seq);
    else
        printf("no Circle\n");

    if (HasCircle02(L))
        printf("has Circle\n");
    else
        printf("no Circle\n");

    if (HasCircle03(L))
        printf("has Circle\n");
    else
        printf("no Circle\n");


    system("pause");
    return 0;
}


//创建一个列表,有无环,若是有环,将单链表和循环链表合并即可,这里单链表和循环链表都没有头结点
Status InitList(List* L, int flag,int* sep)
{
    int n;
    List SL,CL;
    List q;
    
    srand(time(0));
    
    printf("please enter the length of list:");
    scanf("%d", &n);
    *sep = n;
    if (!CreateList(&SL, n))    //链表创建失败,直接退出
        return ERROR;
    if (flag)    //创建一个有环链表
    {
        printf("please enter the length of Clist:");
        scanf("%d", &n);
        if (!CreateCList(&CL, n)) //CL是循环链表头指针
            return ERROR;
        q = SL;
        for (n = 1; n < *sep; n++)
            q = q->next;    //直接指向单链表的末尾,下面开始合并
        q->next = CL;
    }
    *L = SL;
    return OK;
}
//创建一个单链表
Status CreateList(List* L, int n)
{
    int i;
    List q,p;
    if (n < 1)
        return ERROR;

    *L = (List)malloc(sizeof(Node));
    (*L)->data = rand() % 100;
    q = *L;

    for (i = 1; i < n; i++)
    {
        p = (List)malloc(sizeof(Node));
        p->data = rand() % 100;
        q->next = p;
        q = p;
    }
    q->next = NULL;
    return OK;
}

//创建一个循环链表
Status CreateCList(List* L, int n)
{
    List q,p;    
    ElemType item;

    if (n < 1)
        return ERROR;

    *L = (List)malloc(sizeof(Node));
    if (*L == NULL)
        return ERROR;

    (*L)->data = rand() % 100;
    p = *L;
    p->next = p;    //形成回环

    for (int i = 1; i < n;i++)
    {
        //生成新的节点,根据尾指针添加节点,并实时更新尾指针。注意这里数据插入是尾插法
        q = (List)malloc(sizeof(Node));
        q->data = rand()%100;
        q->next = p->next;
        p->next = q;
        p = q;
    }
    return OK;
}


//两层循环进行判断
Status HasCircle01(List L,int *seq)
{
    List la, lb;
    int stepa, stepb;
    la = lb = L;    //la在外层循环,lb在内层循环
    stepa = stepb = 1;
    while (la)
    {
        while (lb!=la)
        {
            lb = lb->next;
            stepb++;
        }
        if (stepa != stepb)
            break;
        stepa++;
        la = la->next;
        lb = L;
        stepb = 1;
    }
    if (la!=NULL)
    {
        *seq = stepb;
        return TRUE;
    }
    return FALSE;
}

//快慢指针进行判断
Status HasCircle02(List L)
{
    List high, low;
    high = low = L;
    while (low&&high&&high->next)
    {
        if (high->next)
            high = high->next->next;
        low = low++;
        if (high == low)
            return OK;
    }
    return FALSE;
}

//地址字节进行判断,为了这种方法实现,上面无论是创建直链表还是循环链表都是使用的尾插法
Status HasCircle03(List L)
{
    List high=L;
    int MaxAddr = 0;
    while (high&&high->next)
    {
        if (high->next)
        {
            high = high->next->next;
            if (MaxAddr < high)
                MaxAddr = high;
            else
                break;
        }
    }
    if (high&&high->next)
        return TRUE;
    return FALSE;
}


//用来打印链表
void PrintList(List L, int flag, int seq)
{
    List CHead;
    List q = L;    //获取头指针
    int i;

    if (!flag)
    {
        while (q)
        {
            printf("%d ", q->data);
            q = q->next;
        }
    }
    else
    {
        for (i = 1; i <= seq; i++)
        {
            printf("%d ", q->data);
            q = q->next;
        }
        //for循环退出就进入了循环链表范围内
        printf("-|- ");
        CHead = q;
        while (q->next != CHead)
        {
            printf("%d ", q->data);
            q = q->next;
        }
        printf("%d", q->data);
    }
    printf("\n");
}

测试结果

(三)魔术师发牌问题

一共13张黑牌1-13,预先排好顺序,牌面朝下,开始数数,
数1翻开第一张牌为1取出,
数1,2,将喊到1的牌放在末尾,喊到2的牌翻开为2取出
喊1,2,3,将喊到1和2的牌放到末尾,将喊到3的牌翻开取出
......
喊到13,直到将所有牌取出。
正好翻开顺序为1-2-....-13
我们需要找到他排列的预先顺序
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0

typedef int ElemType;
typedef int Status;

typedef struct Node
{
    ElemType data;
    struct Node* next;
}Node;

typedef struct Node* CLinkList;

//初始化链表
Status InitList(CLinkList* L, int CardCount);

//获取牌的顺序
Status Magician(CLinkList* L, int CardCount);

//用来打印链表
void PrintList(CLinkList rear);


int main()
{
    CLinkList L = NULL;
    CLinkList p;
    ElemType e;
    int CardCount = 13;

    InitList(&L, CardCount);        //初始化13个节点,无头结点
    Magician(&L, CardCount);     //获取牌的顺序
    PrintList(L);           //开始打印

    system("pause");
    return 0;
}


//初始化带有头结点的链表,初始化牌数的结点,数据域都设为0
Status InitList(CLinkList* L, int CardCount)
{
    CLinkList rear, q;    //rear是尾结点
    rear = q = NULL;

    for (int i = 0; i < CardCount; i++)
    {
        if (*L == NULL)
        {
            *L = (CLinkList)malloc(sizeof(Node));
            if (!(*L))
                return ERROR;
            (*L)->data = 0;
            (*L)->next = *L;    //自己指向自己
            rear = *L;    //设置尾指针位置
        }
        else
        {
            //生成新的节点,根据尾指针添加节点,并实时更新尾指针。注意这里数据插入是尾插法
            q = (CLinkList)malloc(sizeof(Node));
            q->data = 0;
            q->next = rear->next;
            rear->next = q;
            rear = q;
        }
    }
    return OK;
}

//获取牌的顺序 Status Magician(CLinkList
* L, int CardCount) { CLinkList start = *L; int CardNumber = 1; int i; if (CardCount < 1 || (*L) == NULL) return ERROR; while (1) { //无论是第一次还是后面,我们现在指针指向的当前牌都是数值为0的牌,我们只需要再向下找CardNumber-1张就可以找到下一张赋值的牌。 for (i = 1; i <= CardNumber-1; i++) { //一直找到下一张空闲的位置,就是完成一次for循环 start = start->next; while (start->data != 0) start = start->next; } start->data = CardNumber; CardNumber++; if (CardNumber > CardCount) //注意这个判断要在while前面,不然会造成死循环 break; //当上面一张牌被赋值后,我们就将指针指向下一张空闲的牌,即为第一张, start = start->next; while (start->data!=0) start = start->next; } return OK; } //用来打印链表 void PrintList(CLinkList L) { CLinkList q = L; //获取头指针 while (q->next != L) { printf("黑桃%d ", q->data); q = q->next; } printf("%d\n", q->data); }

(四)拉丁方阵

nXn方阵,方阵中恰有n中不同的元素,例如1-n,现在希望每行每列中元素不重复。打印出来

思路:一个循环链表1-n,从开始结点读一圈后,将结点移动下一个再读取一圈,直到将结点移动到最后就结束打印
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0

typedef int ElemType;
typedef int Status;

typedef struct Node
{
    ElemType data;
    struct Node* next;
}Node;

typedef struct Node* CLinkList;

//初始化链表
Status InitList(CLinkList* L, int number);

//用来打印链表
void PrintList(CLinkList rear);


int main()
{
    CLinkList L = NULL;
    CLinkList p;
    int number = 5;

    InitList(&L, number);        //现在L指向第一个结点
    p = L;
    //开始打印每一行数据
    for (int i = 0; i < number;i++)
    {
        PrintList(p);
        p = p->next;
    }
    

    system("pause");
    return 0;
}


//初始化带有头结点的链表,初始化牌数的结点,数据域都设为0
Status InitList(CLinkList* L, int number)
{
    CLinkList rear, q;    //rear是尾结点
    rear = q = NULL;

    for (int i = 1; i <= number; i++)
    {
        if (*L == NULL)
        {
            *L = (CLinkList)malloc(sizeof(Node));
            if (!(*L))
                return ERROR;
            (*L)->data = i;
            (*L)->next = *L;    //自己指向自己
            rear = *L;    //设置尾指针位置
        }
        else
        {
            //生成新的节点,根据尾指针添加节点,并实时更新尾指针。注意这里数据插入是尾插法
            q = (CLinkList)malloc(sizeof(Node));
            q->data = i;
            q->next = rear->next;
            rear->next = q;
            rear = q;
        }
    }
    return OK;
}

//用来打印链表
void PrintList(CLinkList L)
{
    CLinkList q = L;    //获取头指针
    while (q->next != L)
    {
        printf("%d ", q->data);
        q = q->next;
    }
    printf("%d\n", q->data);
}

 

posted @ 2018-08-05 22:45  山上有风景  阅读(320)  评论(0编辑  收藏  举报