C语言每日一练（二）

单链表经典算法专题

一、单链表相关经典算法OJ题1：移除链表元素

解法一：在原链表中删除Node.next=next的节点

typedef  struct ListNode ListNode;
struct ListNode* removeElements( ListNode* head, int val) {
	ListNode* pcur = head;
	ListNode* pre = head;

	while (pcur)
	{
		while (pcur->val != val )
		{
			pre = pcur;
			pcur = pcur->next;
			if (pcur == NULL)
			{
				return head;
			}
		}
		if (head->val == val)
		{
			head = head->next;
			pcur = head;
			pre = head;
		}
		else if (pcur->val == val)
		{
			pcur = pcur->next;
			pre->next = pcur;
		}
	}

	return head;
}

注意:当头节点的val==val时，要改变头节点的位置

解法二：创建新的指向头尾的链表

typedef  struct ListNode ListNode;
struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val){
     ListNode * newHead=NULL;
     ListNode * newTail=NULL;
     ListNode* pcur=head;
     while(pcur)
     {
         if(pcur->val!=val)
         {
             if(newHead==NULL)
             {
                 newHead=pcur;//注意这里不能写head
                 newTail=pcur;
             }
             else 
             {
                 newTail->next=pcur;
                 newTail=newTail->next;
             }
            
         }
        
         
         pcur=pcur->next;
     }
     if(newTail)
     {
         newTail->next=NULL;
     }
     return newHead;

}

注意：这里如果写head的话，当一个节点是要删除的节点，头节点还是那个删除的节点。

二、单链表相关经典算法OJ题2：反转链表

解法一：创建新链表，对新链表进行头插

typedef struct ListNode SLNode;
struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head){
   SLNode* newHead = NULL;
	SLNode* newTail = NULL;
	SLNode* pcur = head;
	SLNode* last = head;


	while (head!=NULL)
	{
	
		if (newHead == NULL)
		{
			newHead = newTail = head;
			
			
			head = head->next;
		}
		else
		{
			last = head;
			
			
			head = head->next;
			pcur = last;
			pcur->next = newHead;
			newHead = pcur;
		}
		
	}
  if (newTail!=NULL)
  {
      	newTail->next = NULL;
  }
	return newHead;




}

解法二：定义三个变量，n1,n2,n3(n1,n2用来反转指向，n3在前面遍历）

typedef  struct ListNode ListNode;
struct ListNode* reverseList( ListNode* head) {
	if(head==NULL)
    {
        return NULL;
    }
        ListNode * n1=NULL;
	ListNode * n2=head;
	ListNode * n3=head->next;
   
    while(n2)
    {
         n2->next=n1;
        n1=n2;
        n2=n3;
        if(n3)
      {
            n3=n3->next;
      }
       
    }
   
    return n1;
}

三、单链表相关经典算法OJ题3：合并两个有序链表

解法一：在原链表基础上进行修改，会使用到指定位置之前插入数

 typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2){
if (list1 == NULL)
	{
		return list2;
	}
	if (list2 == NULL)
	{
		return list1;
	}
	ListNode* pcur1 = list1;
	ListNode* pre =list1;

	ListNode* pcur2 = list2;
	ListNode* pcur3 = list2->next;
	while (pcur1 && pcur2)
	{
		while (pcur1->val < pcur2->val)
		{
			pre = pcur1;
			pcur1 = pcur1->next;
			if (pcur1 == NULL)
			{
				pre->next = pcur2;
				return list1;
			}
		}
		if (list1->val > pcur2->val)
		{
			pcur2->next = list1;
			list1 = pcur2;
			pre = list1;
			pcur2 = pcur3;
			if (pcur3 != NULL)
			{
				pcur3 = pcur3->next;
			}
		}
		//在pur1实现头插
		else
		{
			pre->next = pcur2;
			pcur2->next = pcur1;
			pcur2 = pcur3;
			if (pcur3 != NULL)
			{
				pcur3 = pcur3->next;
			}
		}

	}
	return list1;
}

输出结果：

解法二：创建一个新的空链表，遍历俩个链表，进行新链表的尾插

（使用单链表）无头单向不循环链表

 typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2){
if (list1 == NULL)
	{
		return list2;
	}
	if (list2 == NULL)
	{
		return list1;
	}
  ListNode* newhead=NULL;
	ListNode* newtail=NULL;
	ListNode* pcur1=list1;
	ListNode* pcur2=list2;
	while(pcur1&&pcur2)
	{
		if(pcur1->val<pcur2->val)
		{
			if(newhead==NULL)//插入新链表
			{
				newhead=newtail=pcur1;
			}
			else
			{
        newtail->next=pcur1;
				newtail=newtail->next;
			}
				pcur1=pcur1->next;
		}
	
		else
		{
       	if(newhead==NULL)//插入新链表
			{
				newhead=newtail=pcur2;
			}
			else
			{
        newtail->next=pcur2;
				newtail=newtail->next;
			}
				pcur2=pcur2->next;
		}
	

	}
	if(pcur1==NULL)
	{
		newtail->next=pcur2;
	}
	if(pcur2==NULL)
	{
		newtail->next=pcur1;
	}
	return newhead;
}

优化解法二（使用带头单向不循环链表）

typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2){
if (list1 == NULL)
	{
		return list2;
	}
	if (list2 == NULL)
	{
		return list1;
	}
	 ListNode* newhead,*newtail;
  newhead= newtail=(ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));

	ListNode* pcur1=list1;
	ListNode* pcur2=list2;
	while(pcur1&&pcur2)
	{
		if(pcur1->val<pcur2->val)
		{
			//直接插入新链表
		
		
        newtail->next=pcur1;
				newtail=newtail->next;
		
				pcur1=pcur1->next;
		}
	
		else
		{
       
        newtail->next=pcur2;
				newtail=newtail->next;
			
				pcur2=pcur2->next;
		}
	

	}
	if(pcur1==NULL)
	{
		newtail->next=pcur2;
	}
	if(pcur2==NULL)
	{
		newtail->next=pcur1;
	}
	ListNode * rethead=newhead->next;
	free(newhead);
	newhead=NULL;
	return rethead;;
}

注：相比较与不带头链表，带头链表省略了反复判断头节点是否为空，直接插入头的后面,所带的头不带任何数据,所以返回的时候，返回头的next.

四、单链表相关经典算法OJ题4：链表的中间结点

解法一：使用快慢指针

//快慢指针
typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head){
    if(head==NULL)
    {
        return NULL;
    }
    ListNode * slow,*fast;
    slow=head;
    fast=head;
    while(fast&&fast->next)
    {
        slow=slow->next;
        fast=fast->next->next;
    }
    return slow;

}

注：这种快慢指针可以运用到寻找单链表的倒数第几个节点，比如说，找倒数第3个节点，只需要让慢指针与快指针相差3个节点，当快指针走到NULL,此时慢指针为倒数第3个节点。

还有一点值得注意的是 while(fast&&fast->next)该位置判断不能颠倒，因为可能fast为空，此时先判断fast->next会报错。

五、循环链表经典应⽤-环形链表的约瑟夫问题

著名的Josephus问题

据说著名犹太历史学家 Josephus有过以下的故事：在罗⻢⼈占领乔塔帕特后，39 个犹太⼈与

Josephus及他的朋友躲到⼀个洞中，39个犹太⼈决定宁愿死也不要被⼈抓到，于是决定了⼀个⾃杀⽅式，41个⼈排成⼀个圆圈，由第1个⼈开始报数，每报数到第3⼈该⼈就必须⾃杀，然后再由下⼀个重新报数，直到所有⼈都⾃杀⾝亡为⽌。然⽽Josephus 和他的朋友并不想遵从，Josephus要他的朋友先假装遵从，他将朋友与⾃⼰安排在第16个与第31个位置，于是逃过了这场死亡游戏。

解法一：创建一个单向循环链表，遇到计数等于m的节点删除，剩下最后一个节点的val值即为所求编号

typedef   struct ListNode   ListNode;
ListNode * SLbuyNode(int x)//创造一个节点
{
    ListNode * Node=(ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
    Node->val=x;
    Node->next= NULL;
    return Node;
}
//创建一个循环链表
ListNode *CreatSLNode(int n)
{
    ListNode * head=SLbuyNode(1);
    ListNode * tail=head;
    for(int i=2;i<=n;i++)
    {
        tail->next=SLbuyNode(i);
        tail=tail->next;
    }
      tail->next=head;
      return tail;
}

int ysf(int n, int m ) {
   
   ListNode*  prev=CreatSLNode(n);
   ListNode*  pcur=prev->next;
   int count=1;
   while(pcur->next!=pcur)
   {
      
      if(count==m)//报到m的节点删除
      {
        prev->next=pcur->next;
        free(pcur);
        pcur=prev->next;
        count=1;
      }
      else //没报m继续往前走
      {
         prev=pcur;
         pcur=pcur->next;
         count++;
      }
      
   }
   return pcur->val;
}

注意：红框若改成SLbuyNode(1),表示tail又重新开辟一块空间，和head不是同一片空间，所以连不起来。

六、单链表相关经典算法OJ题5：分割链表

解法一：创建俩个带头单向不循环链表，将大于等于x和小于x的节点，分别放入俩个空链表，然后小链表和大链表头尾相接

typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* partition(struct ListNode* head, int x){
    if(head==NULL)
    {
        return NULL;
    }

    ListNode * maxhead,*maxtail;
    ListNode * minhead,*mintail;
    maxhead= maxtail=(ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
  
    minhead=mintail=(ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
    ListNode *pcur=head;
    while(pcur)
    {
        if(pcur->val<x)
        {
            mintail->next=pcur;
            mintail=mintail->next;
            pcur=pcur->next;
        }
        else
        {
            maxtail->next=pcur;
            maxtail=maxtail->next;

            pcur=pcur->next;
        }
    }
    if(maxtail->next!=NULL)
    {
            maxtail->next=NULL;
    }
    mintail->next=maxhead->next;
   ListNode*ret= minhead->next;
   free(maxhead);
   maxhead=NULL;
   free(minhead);
   minhead=NULL;
    return ret;
}

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