线性表学习笔记之链表

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链表分类:单链表,插入删除和查找的时间复杂度均为O(n)

双链表,插入、删除和查找的时间复杂度为O(1)

循环链表,表中最后一个节点的指针不是NULL,而改为指向头结点,从而整个链表形成一个环。

静态链表,借助数组来描述线性表的链式存储结构,这儿的指针是结点的相对地址。和顺序表一样需要预先分配一块连续的内存空间。以next==0作为其结束的标志。

综合应用:

    1.设计一个递归算法,删除不带头节点的单链表L中所有值为x的节点。

思路:可以设计一个函数f(L,x)删除以L为首结点指针的单链表中所有值为x的结点,那么f(L->next,x)则是删除以L->next为首结点指针的单链表中所有值等于x的结点。

借助一个递归工作栈,深度为O(n),时间复杂度为O(n)

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2. 设L为带头结点 的单链表,编写算法实现从尾到头反向输出每个结点的值。

思路:方法一、将链表逆置,改变链表的方向。

方法二、借助一个栈,将结点放入栈中。在遍历完整个链表后,再从栈顶开始输出结点值。

方法三、使用递归,当访问一个结点时,先递归输出它后面的结点,再输出该结点自身。实现如下

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3.试编写在带头结点的单链表L中删除一个最小值结点的高效算法(假设最小值结点唯一)


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4.编写算法将带头结点的单链表就地逆置,就地指辅助空间为O(1)

方法一:将头结点摘下,然后从第一结点开始,依次前插入到头节点后面(头插法建立链表),直到最后一个节点为止。

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方法二:将结点的next域指向前驱结点。在处理完最后一个结点时,需要将头结点的指针指向它。时间复杂度均为O(n)

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5. 有一个带头结点的单链表L,设计一个算法使其元素递增有序。

思路:采用直接插入排序的算法,先构成只含一个数据结点的有序单链表,然后依次扫描单链表中剩下的结点*p。


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6.在单链表L中删除p所指结点,能够实现在O(1)的时间内删除该结点?

思路:传统的做法需要顺序查找删除结点的前驱结点,再修改链接。但是时间复杂度为O(n)。由于我们知道该结点的下一结点P->next,所以我们只需要将下一结点的数据复制到该结点,然后删除它的下一结点。如果该结点位于链表尾部 即P=NULL,这时候我们需要从链表的头结点开始顺序遍历给定节点的前驱结点,这时虽然时间复杂度为O(n),但在平均情况下,仍为O(1)。

7.给定两个单链表,编写算法找出两个链表的公共结点。

思路:比较麻烦的做法就是在第一个链表上顺序遍历每个节点,每遍历一个结点都要在第二个链表上顺序遍历所有结点。找到两个相同的结点,该算法时间复杂度为O(len1*len2)。

由于每个单链表结点只有一个next域,因此从第一个公共结点开始,之后所有的结点都是重合的,拓扑形状看起来像Y,而不是X。但是,两个链表有可能不一样长,所以我们需要截取长链表多余的部分。

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8.设C={a1,b1,a2,b2,...,an,bn}为线性表,采用带头结点的hc单链表存放,设计一个就地算法,将其拆分为两个线性表,使得A={a1,a2,...,an}, B={bn,...,b2,b1}.

思路:采用头插法新建B表,而A表则使用尾插法。

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9.假设有两个按元素值递增次序排列的线性表,均以单链形式存储。请编写算法将这两个链表归并为一个按元素值递减的单链表,并要求利用原来两个单链表的结点存放归并后的链表。

思路:由于两个链表均是递增的,将其合并时,从第一个结点起进行比较,将小的结点存入链表中,同时后移工作指针。由于要求链表元素递减,故采用头插法。

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10.设A和B 是两个单链表带头结点,其中元素递增有序。设计一个算法从A和B中公共元素产生链表C,要求不破坏A和B的结点。

思路:尾插法新建链表C ,要求不破坏A和B的结点,所以才有比较复制的方法。

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11. 已知两个链表A和B分别表示两个集合,其元素递增有序。编制函数,求A与B的交集,并存放于A的链表中。

思路:采用归并思想,设置两个工作指针pa和pb,对两个链表进行扫描,当同时出现在两集合中的元素才链接到结果表中,且仅保留一个,其他的结点全部释放。

当一个链表遍历结束后,释放另一个表剩下的全部结点。

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12.设计一个算法用于判断带头结点的循环双链表是否对称。

思路:让P从左向右扫描,q从右向左扫描。直到它们指向同一结点(结点个数为奇数时)或相邻(结点个数为偶数时)为止,若它们所指结点值相同,则继续进行下去,否则返回0,若比较全部相同则返回1。


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13. 设有一个带头结点的循环单链表,其结点值均为正整数。设计一个算法,反复找出单链表中结点值最小的结点并输出,然后将该结点从中删除,直到单链表空为止,再删除表头结点。

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14. 已知一个带有表头结点的单链表,假设该链表只给出了头指针list。在不改变链表的前提下,请设计一个尽可能高效的算法,查找链表中倒数第K个位置上的结点。若查找成功,算法输出该结点的data域的值,否则,只返回0。

设计思想:定义两个指针变量p和q,初始时均指向头结点的下一个结点,即链表的第一个结点。p指针沿链表移动;当p指针移动到第k个结点时,q指针开始于p指针同步移动;当p指针移动到最后一个结点时,q指针所指示的结点为倒数第k个结点。

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15.设头指针为L的带有表头结点的非循环双向链表,其每个结点除了有pred(前驱指针),data和next域外,还有一个访问频度域freq。在链表被启用前,其值均初始化为零。每当在链表中进行一次Locate(L ,x )运算时,令元素值为x的结点中freq域的值增1,并使此链表中结点保持按访问频度递减的序列排列,同时最近访问的结点排在频度相同的结点的前面,以便使频繁访问的结点总是靠近表头。使编写符合上述要求的Locate(L ,x )运算的算法,该运算为函数过程,返回找到结点的地址,类型为指针型。

设计思想: 首先找到链表中数据值为x的结点,查到后,将结点从链表上摘下,然后顺着结点的前驱查到该结点的插入位置。频度递减,且排在同频度的第一个。

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欢迎查看关于顺序表的学习,见上篇http://www.cnblogs.com/tracylining/p/3394038.html


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