结构之美:获取单链表倒数第N个结点值
2010-02-04 00:00
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这是一个比较常见的面试算法题:一次遍历找链表倒数第n个节点。
通过一次遍历找到单链表中倒数第n个节点,链表可能相当大,可使用辅助空间,但是辅助空间的数目必须固定,不能和n有关。
不管是顺数n个还是倒数n个,其实都是距离-标尺问题。标尺是一段距离可以用线段的两个端点来衡量,我们能够判断倒数第一个节点,因为他的next==NULL。如果我们用两个指针,并保持他们的距离为n,那么当这个线段的右端指向末尾节点时,左端节点就指向倒数第n个节点。
建立两个指针,第一个先走n步,然后第2个指针也开始走,两个指针步伐(前进速度)一致。当第一个结点走到链表末尾时,第二个节点的位置就是我们需要的倒数第n个节点的值。
代码实现如下:
完整的程序如下:
结构之美:定义一个线性表
结构之美:线性表的查找、插入与删除操作
结构之美:线性表的链式存储结构——链表
结构之美:单链表的初始化、创建与遍历
结构之美:单链表的头结点与头指针
结构之美:使用头插法创建单链表
结构之美:使用尾插法创建单链表
结构之美:单链表的销毁删除
结构之美:查找单链表指定位置结点的数据
结构之美:在单链表指定位置插入数据
结构之美:删除单链表指定位置的数据
结构之美:单链表逆序
结构之美:判断单链表中是否有环
结构之美:获取单链表倒数第N个结点值
单循环链表的初始化、创建、删除、查找与遍历
结构之美:双向循环链表的结构与定义
通过一次遍历找到单链表中倒数第n个节点,链表可能相当大,可使用辅助空间,但是辅助空间的数目必须固定,不能和n有关。
不管是顺数n个还是倒数n个,其实都是距离-标尺问题。标尺是一段距离可以用线段的两个端点来衡量,我们能够判断倒数第一个节点,因为他的next==NULL。如果我们用两个指针,并保持他们的距离为n,那么当这个线段的右端指向末尾节点时,左端节点就指向倒数第n个节点。
建立两个指针,第一个先走n步,然后第2个指针也开始走,两个指针步伐(前进速度)一致。当第一个结点走到链表末尾时,第二个节点的位置就是我们需要的倒数第n个节点的值。
代码实现如下:
Status GetNthNodeFromBack(LinkList L, int n, ElemType *e) { int i = 0; LinkList firstNode = L; while (i < n && firstNode->next != NULL) { //正数N个节点,firstNode指向正的第N个节点 i++; firstNode = firstNode->next; printf("%d\n", i); } if (firstNode->next == NULL && i < n - 1) { //当节点数量少于N个时,返回NULL printf("超出链表长度\n"); return ERROR; } LinkList secNode = L; while (firstNode != NULL) { //查找倒数第N个元素 secNode = secNode->next; firstNode = firstNode->next; //printf("secNode:%d\n", secNode->data); //printf("firstNode:%d\n", firstNode->data); } *e = secNode->data; return OK; }
完整的程序如下:
#include "stdio.h"
#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
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;
typedef struct Node *LinkList; /* 定义LinkList */
Status visit(ElemType c)
{
printf("%d ",c);
return OK;
}
/* 初始化顺序线性表 */
Status InitList(LinkList *L)
{
*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: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;
}
/* 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)
{
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 */
// 创建有环链表
//r->next = p;
}
Status GetNthNodeFromBack(LinkList L, int n, ElemType *e) { int i = 0; LinkList firstNode = L; while (i < n && firstNode->next != NULL) { //正数N个节点,firstNode指向正的第N个节点 i++; firstNode = firstNode->next; printf("%d\n", i); } if (firstNode->next == NULL && i < n - 1) { //当节点数量少于N个时,返回NULL printf("超出链表长度\n"); return ERROR; } LinkList secNode = L; while (firstNode != NULL) { //查找倒数第N个元素 secNode = secNode->next; firstNode = firstNode->next; //printf("secNode:%d\n", secNode->data); //printf("firstNode:%d\n", firstNode->data); } *e = secNode->data; return OK; }
int main()
{
LinkList L;
Status i;
char opp;
ElemType e;
int find;
int tmp;
i=InitList(&L);
printf("初始化L后:ListLength(L)=%d\n",ListLength(L));
printf("\n1.查看链表 \n2.创建链表(尾插法) \n3.链表长度 \n4.获取倒数第N个结点值 \n0.退出 \n请选择你的操作:\n");
while(opp != '0'){
scanf("%c",&opp);
switch(opp){
case '1':
ListTraverse(L);
printf("\n");
break;
case '2':
CreateListTail(&L,20);
printf("整体创建L的元素(尾插法):\n");
ListTraverse(L);
printf("\n");
break;
case '3':
//clearList(pHead); //清空链表
printf("ListLength(L)=%d \n",ListLength(L));
printf("\n");
break;
case '4':
printf("你要查找倒数第几个结点的值?");
scanf("%d", &find);
GetNthNodeFromBack(L,find,&e);
printf("倒数第%d个元素的值为:%d\n", find, e);
//ListTraverse(L);
printf("\n");
break;
case '0':
exit(0);
}
}
}
延伸阅读
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结构之美:线性表的查找、插入与删除操作
结构之美:线性表的链式存储结构——链表
结构之美:单链表的初始化、创建与遍历
结构之美:单链表的头结点与头指针
结构之美:使用头插法创建单链表
结构之美:使用尾插法创建单链表
结构之美:单链表的销毁删除
结构之美:查找单链表指定位置结点的数据
结构之美:在单链表指定位置插入数据
结构之美:删除单链表指定位置的数据
结构之美:单链表逆序
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