单链表反转
一. 先画一个单链表，这个单链表有4个元素。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1：
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：
- 定义当前结点 current，初始值为首元结点，current = L->next;
- 定义当前结点的后继结点 pnext， pnext = current->next;
- 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;
- 最后将头结点与 current 重新连上即可，L->next = current;
函数设计如下：
/* 单链表反转/逆序 */ LinkList ListReverse(LinkList L) { LinkList current,pnext,prev; if(L == NULL || L->next == NULL) return L; current = L->next; /* p1指向链表头节点的下一个节点 */ pnext = current->next; current->next = NULL; while(pnext) { prev = pnext->next; pnext->next = current; current = pnext; pnext = prev; } //printf("current = %d,next = %d \n",current->data,current->next->data); L->next = current; /* 将链表头节点指向p1 */ return L; }
思路2：
不同于思路一的current一直是表的第一个结点，这里的current始终是首元结点的值，函数需要每次对pnext重新赋值。先将current指向prev，再将pnext指向current，最后将头结点指向pnext。
步骤如下：
- p = current->next; p 就相当于前面的 pnext。（图1中a2即为p）
- 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)）
- 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）
- L->next = p; 然后再将头结点指向 p。（相当于图1中L->next = a2）
代码如下：
LinkList ListReverse2(LinkList L) { LinkList current, p; if (L == NULL) { return NULL; } current = L->next; while (current->next != NULL) { p = current->next; current->next = p->next; p->next = L->next; L->next = p; ListTraverse(L); printf("current = %d, \n", current -> data); } return L; }
以下代码是模仿思路2自己实现的：
LinkList ListReverse4(LinkList L){ //4为模仿2的思想自己实现的算法
LinkList current,p;
if(!L || !L->next){
return L;
}
current = L->next;
p = current->next;
while(p){
current->next = p->next;
p->next = L->next;
L->next = p;
p = current->next;
}
return L;
}
二、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。
// 单链表转置.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 // #include "stdafx.h" #include<iostream> #include<time.h> #define OK 1 #define ERROR 0 #define TRUE 1 #define FALSE 0 #define MAXSIZE 20 /* 存储空间初始分配量 */ using namespace std; typedef int Status;/* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 */ typedef int ElemType;/* ElemType类型根据实际情况而定，这里假设为int */ typedef struct Node { ElemType data; struct Node *next; }Node; /* 定义LinkList */ typedef struct Node *LinkList; /* 初始化顺序线性表 */ Status InitList(LinkList *L) //涉及到创建链表的必须用二级指针 { (*L)=(LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 产生头结点,并使L指向此头结点 */ if(!(*L)) /* 存储分配失败 */ { return ERROR; } (*L)->next=NULL; /* 指针域为空 */ return OK; } /* 初始条件：顺序线性表L已存在。操作结果：返回L中数据元素个数 */ int ListLength(LinkList L) { int i=0; LinkList p = L->next; /* p指向第一个结点 */ while(p) { i++; p=p->next; } return i; } /* 初始条件：顺序线性表L已存在。操作结果：将L重置为空表 */ Status ClearList(LinkList L) { LinkList p,q; p = L->next; /* p指向第一个结点 */ while(p) /* 没到表尾 */ { q=p->next; free(p); p=q; } L->next = NULL; /* 头结点指针域为空 */ return OK; } Status visit(ElemType c) { printf("-> %d ",c); return OK; } /* 初始条件：顺序线性表L已存在 */ /* 操作结果：依次对L的每个数据元素输出 */ Status ListTraverse(LinkList L) { LinkList p=L->next; while(p) { visit(p->data); p=p->next; } printf("\n"); return OK; } /* 初始条件：顺序线性表L已存在，1≤i≤ListLength(L) */ /* 操作结果：用e返回L中第i个数据元素的值 */ Status GetElem(LinkList L,int i,ElemType *e) { int j; LinkList p; /* 声明一结点p */ p = L->next; /* 让p指向链表L的第一个结点 */ j = 1; /* j为计数器 */ while (p && j < i) /* p不为空或者计数器j还没有等于i时，循环继续 */ { p = p->next; /* 让p指向下一个结点 */ ++j; } if ( !p || j>i ) return ERROR; /* 第i个元素不存在 */ *e = p->data; /* 取第i个元素的数据 */ return OK; } /* 初始条件：顺序线性表L已存在 */ /* 操作结果：返回L中第1个与e满足关系的数据元素的位序。 */ /* 若这样的数据元素不存在，则返回值为0 */ int LocateElem(LinkList L,ElemType e) { int i=0; LinkList p=L->next; while(p) { i++; if(p->data==e) /* 找到这样的数据元素 */ return i; p=p->next; } return 0; } /* 随机产生n个元素的值，建立带表头结点的单链线性表L（头插法） */ void CreateListHead(LinkList *L, int n) //涉及到创建链表的必须用二级指针 { LinkList p; int i; srand(time(0)); /* 初始化随机数种子 */ (*L) = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); (*L)->next = NULL; /* 先建立一个带头结点的单链表 */ for (i=0; i < n; i++) { p = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点 */ p->data = rand()%100+1; /* 随机生成100以内的数字 */ p->next = (*L)->next; (*L)->next = p; /* 插入到表头 */ } } /* 随机产生n个元素的值，建立带表头结点的单链线性表L（尾插法） */ void CreateListTail(LinkList *L, int n) //涉及到创建链表的必须用二级指针 { LinkList p,r; int i; srand(time(0)); /* 初始化随机数种子 */ (*L) = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* L为整个线性表 */ r = *L; /* r为指向尾部的结点 */ for (i=0; i < n; i++) { p = (Node *)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点 */ p->data = rand()%100+1; /* 随机生成100以内的数字 */ r->next=p; /* 将表尾终端结点的指针指向新结点 */ r = p; /* 将当前的新结点定义为表尾终端结点 */ } r->next = NULL; /* 表示当前链表结束 */ } /* 初始条件：顺序线性表L已存在,1≤i≤ListLength(L)， */ /* 操作结果：在L中第i个位置之前插入新的数据元素e，L的长度加1 */ Status ListInsert(LinkList L,int i,ElemType e) //此时可以不用二级指针 { int j; LinkList p,s; p = L; /* 声明一个结点 p，指向头结点 */ j = 1; while (p && j < i) /* 寻找第i个结点 */ { p = p->next; ++j; } if (!p || j > i) return ERROR; /* 第i个元素不存在 */ s = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点(C语言标准函数) */ s->data = e; s->next = p->next; /* 将p的后继结点赋值给s的后继 */ p->next = s; /* 将s赋值给p的后继 */ return OK; } /* 初始条件：顺序线性表L已存在，1≤i≤ListLength(L) */ /* 操作结果：删除L的第i个数据元素，并用e返回其值，L的长度减1 */ Status ListDelete(LinkList L,int i,ElemType *e) //此时可以不用二级指针 { int j; LinkList p,q; p = L; j = 1; while (p->next && j < i) /* 遍历寻找第i个元素 */ { p = p->next; ++j; } if (!(p->next) || j > i) return ERROR; /* 第i个元素不存在 */ q = p->next; p->next = q->next; /* 将q的后继赋值给p的后继 */ *e = q->data; /* 将q结点中的数据给e */ free(q); /* 让系统回收此结点，释放内存 */ return OK; } /* 单链表反转/逆序 */ LinkList ListReverse(LinkList L) { LinkList current,pnext,prev; if(L == NULL || L->next == NULL) return L; current = L->next; /* p1指向链表头节点的下一个节点 */ pnext = current->next; current->next = NULL; while(pnext) { prev = pnext->next; pnext->next = current; current = pnext; pnext = prev; } //printf("current = %d,next = %d \n",current->data,current->next->data); L->next = current; /* 将链表头节点指向p1 */ return L; } LinkList ListReverse2(LinkList L) { LinkList current, p; if (L == NULL) { return NULL; } current = L->next; while (current->next != NULL) { p = current->next; current->next = p->next; p->next = L->next; L->next = p; ListTraverse(L); printf("current = %d, \n", current -> data); } return L; } LinkList ListReverse4(LinkList L){ //4为模仿2的思想自己实现的算法 LinkList current,p; if(!L || !L->next){ return L; } current = L->next; p = current->next; while(p){ current->next = p->next; p->next = L->next; L->next = p; p = current->next; } return L; } int main(int argc, char * argv[]) { LinkList L = NULL; Status i; int j,k,pos,value; char opp = NULL; ElemType e; i=InitList(&L); printf("链表L初始化完毕，ListLength(L)=%d\n",ListLength(L)); printf("\n1.整表创建（头插法） \n2.整表创建（尾插法） \n3.遍历操作 \n4.插入操作"); printf("\n5.删除操作 \n6.获取结点数据 \n7.查找某个数是否在链表中 \n8.置空链表"); printf("\n9.链表反转逆序"); printf("\n0.退出 \n请选择你的操作：\n"); while(opp != '0'){ scanf("%c",&opp); switch(opp){ case '1': CreateListHead(&L,10); printf("整体创建L的元素(头插法)：\n"); ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '2': CreateListTail(&L,10); printf("整体创建L的元素(尾插法)：\n"); ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '3': ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '4': printf("要在第几个位置插入元素？"); scanf("%d",&pos); printf("插入的元素值是多少？"); scanf("%d",&value); ListInsert(L,pos,value); ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '5': printf("要删除第几个元素？"); scanf("%d",&pos); ListDelete(L,pos,&e); printf("删除第%d个元素成功，现在链表为：\n", pos); ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '6': printf("你需要获取第几个元素？"); scanf("%d",&pos); GetElem(L,pos,&e); printf("第%d个元素的值为：%d\n", pos, e); printf("\n"); break; case '7': printf("输入你需要查找的数："); scanf("%d",&pos); k=LocateElem(L,pos); if(k) printf("第%d个元素的值为%d\n",k,pos); else printf("没有值为%d的元素\n",pos); printf("\n"); break; case '8': i=ClearList(L); printf("\n清空L后：ListLength(L)=%d\n",ListLength(L)); ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '9': ListReverse4(L); printf("\n反转L后\n"); ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '0': exit(0); } } system("pause"); return 0; }
本文参考：http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/2241
