数据结构-＞链表分类与oj（题），带你提升代码好感

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1.🍎链表的分类

前面我们学过顺序表，顺序表问题：

• 1. 中间/头部的插入删除，时间复杂度为O(N)
• 2. 增容需要申请新空间，拷贝数据，释放旧空间。会有不小的消耗。
• 3. 增容一般是呈2倍的增长，势必会有一定的空间浪费。例如当前容量为100，满了以后增容到 200，我们再继续插入了5个数据，后面没有数据插入了，那么就浪费了95个数据空间。

这些问题，链表给出了相应的答案。

概念：链表是一种物理存储结构上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表 中的指针链接次序实现的 。

 比如说我们前面学习的单链表就是如此。

单链表是单向不循环不带头链表

实际中要实现的链表的结构非常多样，以下情况组合起来就有8种链表结构：

• 1. 单向、双向
• 2. 带头、不带头
• 3. 循环、非循环

又称2x2x2 

图解：

• 1. 无头单向非循环链表：结构简单，一般不会单独用来存数据。实际中更多是作为其他数据结 构的子结构，如哈希桶、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试面试中出现很多。
• 2. 带头双向循环链表：结构最复杂，一般用在单独存储数据。实际中使用的链表数据结构，都 是带头双向循环链表。另外这个结构虽然结构复杂，但是使用代码实现以后会发现结构会带 来很多优势，实现反而简单了，后面我们代码实现了就知道了。 

2.🍎链表相关基础oj

合并两个链表中，可以安排一个哨兵（头）可以减少判断空的代码。

哨兵位的申请：

这些都是比较好的题目，

接下来我们分析几道题目

2.1🍎第一个反转链表

第一种：头插法

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     struct ListNode *next;
 * };
 */
 //头插术
typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head) {
    ListNode* returnHead = NULL;
    ListNode* ListLt = head;
    while(ListLt != NULL){
        //保存下一个节点
        ListNode* temp = ListLt -> next;
        //换头手术
        ListLt -> next = returnHead;
        returnHead = ListLt;
        //迭代
        ListLt = temp;

    }
    return returnHead;
}

这里说一个错误代码：

输出结果为1，为什么来：

所以temp要保存下一个节点。 

第二种解法：

三指针法：

代码：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     struct ListNode *next;
 * };
 */

typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head) {
    if(head == NULL){
        return head;
    }
    ListNode* n1 = NULL;
    ListNode* n2 = head;
    ListNode* n3 = head -> next;
    ListNode* pcur = head;
    while(n2){
        n2-> next = n1;
        n1 = n2;
        n2 = n3;
        if(n3){//这里防止n3为空，如果为空就无next
            n3 = n3 -> next; 
        }
    }
    return n1;
}

图解：

链表II与这个差不多，思路更为复杂。 

2.2🍎链表中间节点问题

可以遍历链表计数除2，也可以使用双指针法

双指针法：

思路：

代码：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     struct ListNode *next;
 * };
 */
 typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head) {
    ListNode* slow,*fast;
    slow = fast = head;
    while(fast && fast -> next){
        slow = slow -> next;
        fast = fast -> next -> next;
    }
    return slow;
}

值得注意的是循环条件不能写成 fast -> next &&fast ，原因是计算机编译器是从左往右编译的，如果fast为空，就没有fast -> next。

快慢指针法以后会经常使用务必理解.

2.3.环形链表的约瑟夫问题 

题目:

这里我们输入Li 它就有暗示，说明已经有结构体结构了

解题代码：

/**
 * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可
 *
 * 
 * @param n int整型 
 * @param m int整型 
 * @return int整型
 */
 typedef struct ListNode ListNode;
//申请一个节点
 ListNode* BuyNode(int x){
    ListNode* newNode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
    newNode -> val = x;
    newNode -> next = NULL;
    return newNode;

 }
 ListNode* creteList(int n){
    ListNode* phead = BuyNode(1);
    ListNode* ptail = phead;
    //创建链表和标号
    for (int i = 2; i <= n; i++) {
        ptail -> next = BuyNode(i);
        ptail = ptail -> next;
    }
    //链表首尾链接
    ptail -> next = phead;
    return phead;
 }
#include <stdio.h>
int ysf(int n, int m ) {
    //逢m删除节点
    ListNode* head = creteList(n);
    ListNode* pcur = head;
    //前驱节点
    ListNode* prev = NULL;
    
    int conut = 1;
    while (pcur ->next != pcur) {
        if(conut == m){
            //删除当前节点
            prev -> next = pcur ->next;
            free(pcur);
            //删除节点后往后走，让pcur走到新的位置，conut为初始值
            pcur = prev -> next;
            conut = 1;
        }
        else{
            //pcur往后走
            prev = pcur;
            pcur =  pcur -> next;
            conut++;
        }
    }
    //此时pcur节点就是活下来的节点
    return pcur -> val;
}

试试效果：

3.🍎上节链表代码建议重复观看

SList.c文件：

 SList.h文件

 test.c文件测试代码： 

 test.c文件代码

#include"SList.h"

//void SlistTest01() {
// 
//	链表的打印
//	SLTNode* node1 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
//	node1->data = 1;
//	SLTNode* node2 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
//	node2->data = 2;
//	SLTNode* node3 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
//	node3->data = 3;
//	SLTNode* node4 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
//	node4->data = 4;
//
//	node1->next = node2;
//	node2->next = node3;
//	node3->next = node4;
//	node4->next = NULL;
//
//	SLTNode* plist = node1;
//	SLTPrint(plist);
//}
void SlistTest02() {
	//尾插测试
	SLTNode* plist = NULL;
	SLTPushBack(&plist, 1);
	SLTPushBack(&plist, 2);
	SLTPushBack(&plist, 3);
	SLTPushBack(&plist, 4);
	SLTPrint(plist); //1->2->3->4->NULL
	//头插测试
	//SLTPushFront(&plist, 5);
	//SLTPrint(plist);          //5->1->2->3->4->NULL
	//SLTPushFront(&plist, 6);
	//SLTPrint(plist);         //6->5->1->2->3->4->NULL
	//SLTPushFront(&plist, 7);
	//SLTPrint(plist);         //7-6->5->1->2->3->4->NULL

	SLTPopBack(&plist);
	SLTPrint(plist);//1->2->3->NULL
	SLTPopBack(&plist);
	SLTPrint(plist);//1->2->3->NULL
	SLTPopBack(&plist);
	SLTPrint(plist);//1->2->3->NULL
	SLTPopBack(&plist);
	SLTPrint(plist);//1->2->3->NULL
	SLTPopBack(&plist);
	SLTPrint(plist);//1->2->3->NULL
}

void SlistTest03() {
	SLTNode* plist = NULL;
	SLTPushBack(&plist, 1);
	SLTPushBack(&plist, 2);
	SLTPushBack(&plist, 3);
	SLTPushBack(&plist, 4);
	SLTPrint(plist); //1->2->3->4->NULL

	SListDesTroy(&plist);


	头删
	//SLTPopFront(&plist);
	//SLTPrint(plist);    //2->3->4->NULL
	//SLTPopFront(&plist);
	//SLTPrint(plist);    //3->4->NULL
	//SLTPopFront(&plist);
	//SLTPrint(plist);    //4->NULL
	//SLTPopFront(&plist);
	//SLTPrint(plist);    //NULL
	//SLTPopFront(&plist);
	//SLTPrint(plist);    //assert
	
	//查找测试
	//SLTNode* FindRet = SLTFind(&plist, 3);
	//if (FindRet) {
	//	printf("找到了！\n");
	//}
	//else {
	//	printf("未找到！\n");
	//}
	//SLTInsert(&plist, FindRet, 100);
	//SLTInsertAfter(FindRet, 100);
	
	//删除指定位置的节点测试
	//SLTErase(&plist, FindRet);
	//SLTPrint(plist); //1->2->3->NULL
}
int main() {
	//SlistTest01();
	//SlistTest02();
	SlistTest03();
	return 0;
}

SList.c文件代码：

#include"SList.h"
//打印
void SLTPrint(SLTNode* phead) {
	SLTNode* pcur = phead;
	while (pcur)
	{
		printf("%d->", pcur->data);
		pcur = pcur->next;
	}
	printf("NULL\n");
}
//开辟空间
SLTNode* SLTBuyNode(SLTDataType x) {
	SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	if (newnode == NULL) {
		perror("malloc fail!");
		exit(1);
	}
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;

	return newnode;
}
//
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x) {
	assert(pphead);
	//开辟空间
	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);

	//链表为空，新节点作为phead
	if (*pphead == NULL) {
		*pphead = newnode;
		return;
	}
	//链表不为空，找尾节点
	SLTNode* ptail = *pphead;
	while (ptail->next)
	{
		ptail = ptail->next;
	}
	//ptail就是尾节点
	ptail->next = newnode;
}
//头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x) {
	assert(pphead);
	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);

	//newnode *pphead
	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}
//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead) {
	assert(pphead);
	//链表不能为空
	assert(*pphead);

	//链表不为空
	//链表只有一个节点，有多个节点
	if ((*pphead)->next == NULL) {
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
		return;
	}
	SLTNode* ptail = *pphead;
	SLTNode* prev = NULL;
	while (ptail->next)
	{
		prev = ptail;
		ptail = ptail->next;
	}

	prev->next = NULL;
	//销毁尾结点
	free(ptail);
	ptail = NULL;
}
//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead) {
	assert(pphead);
	//链表不能为空
	assert(*pphead);

	//让第二个节点成为新的头
	//把旧的头结点释放掉
	SLTNode* next = (*pphead)->next;
	free(*pphead);
	*pphead = next;
}
//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode** pphead, SLTDataType x) {
	assert(pphead);

	//遍历链表
	SLTNode* pcur = *pphead;
	while (pcur) //等价于pcur != NULL
	{
		if (pcur->data == x) {
			return pcur;
		}
		pcur = pcur->next;
	}
	//没有找到
	return NULL;
}
//在指定位置之前插入数据
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x) {
	assert(pphead);
	assert(pos);
	//要加上链表不能为空
	assert(*pphead);

	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
	//pos刚好是头结点
	if (pos == *pphead) {
		//头插
		SLTPushFront(pphead, x);
		return;
	}

	//pos不是头结点的情况
	SLTNode* prev = *pphead;
	while (prev->next != pos)
	{
		prev = prev->next;
	}
	//prev -> newnode -> pos
	prev->next = newnode;
	newnode->next = pos;
}
//在指定位置之后插入数据
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x) {
	assert(pos);

	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);

	//pos newnode pos->next
	newnode->next = pos->next;
	pos->next = newnode;
}
//删除pos节点
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos) {
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	assert(pos);

	//pos刚好是头结点，没有前驱节点，执行头删
	if (*pphead == pos) {
		//头删
		SLTPopFront(pphead);
		return;
	}

	SLTNode* prev = *pphead;
	while (prev->next != pos)
	{
		prev = prev->next;
	}
	//prev pos pos->next
	prev->next = pos->next;
	free(pos);
	pos = NULL;
}
//删除pos之后的节点
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos) {
	assert(pos);
	//pos->next不能为空
	assert(pos->next);

	//pos  pos->next  pos->next->next
	SLTNode* del = pos->next;
	pos->next = pos->next->next;
	free(del);
	del = NULL;
}
//销毁链表
void SListDesTroy(SLTNode** pphead) {
	assert(pphead);
	assert(*pphead);

	SLTNode* pcur = *pphead;
	while (pcur)
	{
		SLTNode* next = pcur->next;
		free(pcur);
		pcur = next;
	}
	*pphead = NULL;
}

SList.h文件代码：

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>

typedef int SLTDataType;
//链表是由节点组成
typedef struct SListNode
{
	SLTDataType data;
	struct SListNode* next;
}SLTNode;

//typedef struct SListNode SLTNode;
//打印链表
void SLTPrint(SLTNode* phead);

//链表的头插、尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x);

//链表的头删、尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead);
void SLTPopFront(SLTNode** pphead);

//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode** pphead, SLTDataType x);

//在指定位置之前插入数据
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x);
//在指定位置之后插入数据
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x);

//删除pos节点
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);
//删除pos之后的节点
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos);

//销毁链表
void SListDesT

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