C++数据结构与算法之反转链表的方法详解

本文实例讲述了C++数据结构与算法之反转链表的方法。分享给大家供大家参考，具体如下：

算法概述：要求实现将一条单向链表反转并考虑时间复杂度。

算法分析：

数组法(略)：

将列表元素逐个保存进数组，之后再逆向重建列表
点评：实现逻辑最简单，需要额外的内存开销。

移动指针：

通过三个指针逐个从链表头开始逐一反转链表元素的指针
点评：不需要额外的内存开销，会改变原始链表。

递归：

以递归的方式首先找到链表尾部，再逐一反转指针
点评：不需要额外的内存开销，不会改变原始链表。

算法实现：

构建链表结构

/* 节点结构 */
struct NODE
{
 int data;
 struct NODE* next;
};
/* 添加元素-压栈 */
void push(NODE** head, int dat) {
 struct NODE* new_node = new NODE();
 new_node->data = dat;
 new_node->next = *head;
 *head = new_node;
}
/* 添加元素-添加 */
void add(NODE** head, int dat) {
 struct NODE* new_node = new NODE();
 new_node->data = dat;
 new_node->next = NULL;
 if (*head != NULL) {
  struct NODE* temp = *head;
  while (temp->next != NULL) {
   temp = temp->next;
  } 
  temp->next = new_node;
 }
 else {
  *head = new_node;
 }
}

移动指针

/* 反转列表 */
void reverse(NODE** head) {
 struct NODE* pre = NULL;
 struct NODE* cur = *head;
 struct NODE* nxt;
 while (cur != NULL) {
  // 反转指针
  nxt = cur->next;
  cur->next = pre;
  // 移动指针
  pre = cur;
  cur = nxt;
 }
 *head = pre;
}

递归

/* 反转列表-复制原表返回反转表 */
NODE* reverse(NODE* head) {
 if (head == NULL || head->next == NULL) {
  return head;
 }
 NODE* new_head = reverse(head->next);
 // 反转指针
 head->next->next = head;
 head->next = NULL;
 return new_head;
}

打印链表

/* 打印队列 */
void print(NODE* head) {
 NODE* temp = head;
 while (temp != NULL) {
  std::cout << temp->data << std::endl;
  temp = temp->next;
 }
}

完整代码如下：

#include <iostream>
/* 节点结构 */
struct NODE
{
  int data;
  struct NODE* next;
};
/* 添加元素-压栈 */
void push(NODE** head, int dat) {
  struct NODE* new_node = new NODE();
  new_node->data = dat;
  new_node->next = *head;
  *head = new_node;
}
/* 添加元素-添加 */
void add(NODE** head, int dat) {
  struct NODE* new_node = new NODE();
  new_node->data = dat;
  new_node->next = NULL;
  if (*head != NULL) {
    struct NODE* temp = *head;
    while (temp->next != NULL) {
      temp = temp->next;
    }  
    temp->next = new_node;
  }
  else {
    *head = new_node;
  }
}
/* 反转列表 */
void reverse(NODE** head) {
  struct NODE* pre = NULL;
  struct NODE* cur = *head;
  struct NODE* nxt;
  while (cur != NULL) {
    // 反转指针
    nxt = cur->next;
    cur->next = pre;
    // 移动指针
    pre = cur;
    cur = nxt;
  }
  *head = pre;
}
/* 反转列表-复制原表返回反转表 */
NODE* reverse(NODE* head) {
  if (head == NULL || head->next == NULL) {
    return head;
  }
  NODE* new_head = reverse(head->next);
  // 反转指针
  head->next->next = head;
  head->next = NULL;
  return new_head;
}
/* 打印队列 */
void print(NODE* head) {
  NODE* temp = head;
  while (temp != NULL) {
    std::cout << temp->data << std::endl;
    temp = temp->next;
  }
}
int main() {
  struct NODE* n = NULL;
  add(&n, 1);
  add(&n, 2);
  add(&n, 3);
  n = reverse(n);
  print(n);
  return 0;
}

希望本文所述对大家C++程序设计有所帮助。

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