究竟要如何反转呢?我们不妨拿一个例子来说明一下算法。
步骤:
函数设计如下:
/* 单链表反转/逆序 */ Status ListReverse(LinkList L) { LinkList current,pnext,prev; if(L == NULL || L->next == NULL) return L; current = L->next; /* p1指向链表头节点的下一个节点 */ pnext = current->next; current->next = NULL; while(pnext) { prev = pnext->next; pnext->next = current; current = pnext; pnext = prev; printf("交换后:current = %d,next = %d \n",current->data,current->next->data); } //printf("current = %d,next = %d \n",current->data,current->next->data); L->next = current; /* 将链表头节点指向p1 */ return L; }
Status ListReverse2(LinkList L) { LinkList current, p; if (L == NULL) { return NULL; } current = L->next; while (current->next != NULL) { p = current->next; current->next = p->next; p->next = L->next; L->next = p; } return L; }
这个是程序运行的结果。
整体创建L的元素(头插法): // 原链表,current = 68, pnext = 55,68指向18,55指向18,头结点指向55 -> 68 -> 55 -> 18 -> 45 -> 41 -> 43 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67 // 第一次交换后,原链表变成这样 -> 55 -> 68 -> 18 -> 45 -> 41 -> 43 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67 // 进行第二次交换,pnext = 18,68指向45,18变成头结点 -> 18 -> 55 -> 68 -> 45 -> 41 -> 43 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67 // 进行第三次交换,pnext = current->next = 45,68指向41,45变成头结点 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 41 -> 43 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67 // …… -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 43 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67 -> 5 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 28 -> 80 -> 67 -> 28 -> 5 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 80 -> 67 -> 80 -> 28 -> 5 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 67 // current 68 没有后继,反转结束 -> 67 -> 80 -> 28 -> 5 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 反转L后 -> 67 -> 80 -> 28 -> 5 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68
最后附上完整代码,反转有两个函数。
#include "stdio.h" #define OK 1 #define ERROR 0 #define TRUE 1 #define FALSE 0 #define MAXSIZE 20 /* 存储空间初始分配量 */ 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; /* 定义LinkList */ typedef struct Node *LinkList; /* 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:将L重置为空表 */ Status ClearList(LinkList *L) { LinkList p,q; p=(*L)->next; /* p指向第一个结点 */ while(p) /* 没到表尾 */ { q=p->next; free(p); p=q; } (*L)->next=NULL; /* 头结点指针域为空 */ return OK; } /* 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; } Status visit(ElemType c) { printf("-> %d ",c); return OK; } /* 初始条件:顺序线性表L已存在,1≤i≤ListLength(L) */ /* 操作结果:用e返回L中第i个数据元素的值 */ Status GetElem(LinkList L,int i,ElemType *e) { int j; LinkList p; /* 声明一结点p */ p = L->next; /* 让p指向链表L的第一个结点 */ j = 1; /* j为计数器 */ while (p && j < i) /* p不为空或者计数器j还没有等于i时,循环继续 */ { p = p->next; /* 让p指向下一个结点 */ ++j; } if ( !p || j>i ) return ERROR; /* 第i个元素不存在 */ *e = p->data; /* 取第i个元素的数据 */ return OK; } /* 初始条件:顺序线性表L已存在 */ /* 操作结果:返回L中第1个与e满足关系的数据元素的位序。 */ /* 若这样的数据元素不存在,则返回值为0 */ int LocateElem(LinkList L,ElemType e) { int i=0; LinkList p=L->next; while(p) { i++; if(p->data==e) /* 找到这样的数据元素 */ return i; p=p->next; } return 0; } /* 随机产生n个元素的值,建立带表头结点的单链线性表L(头插法) */ void CreateListHead(LinkList *L, int n) { LinkList p; int i; srand(time(0)); /* 初始化随机数种子 */ *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); (*L)->next = NULL; /* 先建立一个带头结点的单链表 */ for (i=0; i < n; i++) { p = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点 */ p->data = rand()%100+1; /* 随机生成100以内的数字 */ p->next = (*L)->next; (*L)->next = p; /* 插入到表头 */ } } /* 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 */ } /* 初始条件:顺序线性表L已存在,1≤i≤ListLength(L), */ /* 操作结果:在L中第i个位置之前插入新的数据元素e,L的长度加1 */ Status ListInsert(LinkList *L,int i,ElemType e) { int j; LinkList p,s; p = *L; /* 声明一个结点 p,指向头结点 */ j = 1; while (p && j < i) /* 寻找第i个结点 */ { p = p->next; ++j; } if (!p || j > i) return ERROR; /* 第i个元素不存在 */ s = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点(C语言标准函数) */ s->data = e; s->next = p->next; /* 将p的后继结点赋值给s的后继 */ p->next = s; /* 将s赋值给p的后继 */ return OK; } /* 初始条件:顺序线性表L已存在,1≤i≤ListLength(L) */ /* 操作结果:删除L的第i个数据元素,并用e返回其值,L的长度减1 */ Status ListDelete(LinkList *L,int i,ElemType *e) { int j; LinkList p,q; p = *L; j = 1; while (p->next && j < i) /* 遍历寻找第i个元素 */ { p = p->next; ++j; } if (!(p->next) || j > i) return ERROR; /* 第i个元素不存在 */ q = p->next; p->next = q->next; /* 将q的后继赋值给p的后继 */ *e = q->data; /* 将q结点中的数据给e */ free(q); /* 让系统回收此结点,释放内存 */ return OK; } /* 单链表反转/逆序 */ Status ListReverse(LinkList L) { LinkList current,pnext,prev; if(L == NULL || L->next == NULL) return L; current = L->next; /* p1指向链表头节点的下一个节点 */ pnext = current->next; current->next = NULL; while(pnext) { prev = pnext->next; pnext->next = current; current = pnext; pnext = prev; } //printf("current = %d,next = %d \n",current->data,current->next->data); L->next = current; /* 将链表头节点指向p1 */ return L; } Status ListReverse2(LinkList L) { LinkList current, p; if (L == NULL) { return NULL; } current = L->next; while (current->next != NULL) { p = current->next; current->next = p->next; p->next = L->next; L->next = p; ListTraverse(L); printf("current = %d, \n", current -> data); } return L; } int main() { LinkList L; Status i; int j,k,pos,value; char opp; ElemType e; i=InitList(&L); printf("链表L初始化完毕,ListLength(L)=%d\n",ListLength(L)); printf("\n1.整表创建(头插法) \n2.整表创建(尾插法) \n3.遍历操作 \n4.插入操作"); printf("\n5.删除操作 \n6.获取结点数据 \n7.查找某个数是否在链表中 \n8.置空链表"); printf("\n9.链表反转逆序"); printf("\n0.退出 \n请选择你的操作:\n"); while(opp != '0'){ scanf("%c",&opp); switch(opp){ case '1': CreateListHead(&L,10); printf("整体创建L的元素(头插法):\n"); ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '2': CreateListTail(&L,10); printf("整体创建L的元素(尾插法):\n"); ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '3': ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '4': printf("要在第几个位置插入元素?"); scanf("%d",&pos); printf("插入的元素值是多少?"); scanf("%d",&value); ListInsert(&L,pos,value); ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '5': printf("要删除第几个元素?"); scanf("%d",&pos); ListDelete(&L,pos,&e); printf("删除第%d个元素成功,现在链表为:\n", pos); ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '6': printf("你需要获取第几个元素?"); scanf("%d",&pos); GetElem(L,pos,&e); printf("第%d个元素的值为:%d\n", pos, e); printf("\n"); break; case '7': printf("输入你需要查找的数:"); scanf("%d",&pos); k=LocateElem(L,pos); if(k) printf("第%d个元素的值为%d\n",k,pos); else printf("没有值为%d的元素\n",pos); printf("\n"); break; case '8': i=ClearList(&L); printf("\n清空L后:ListLength(L)=%d\n",ListLength(L)); ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '9': ListReverse2(L); printf("\n反转L后\n"); ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '0': exit(0); } } }
究竟要如何反转呢?我们不妨拿一个例子来说明一下算法。
步骤:
函数设计如下:
/* 单链表反转/逆序 */ Status ListReverse(LinkList L) { LinkList current,pnext,prev; if(L == NULL || L->next == NULL) return L; current = L->next; /* p1指向链表头节点的下一个节点 */ pnext = current->next; current->next = NULL; while(pnext) { prev = pnext->next; pnext->next = current; current = pnext; pnext = prev; printf("交换后:current = %d,next = %d \n",current->data,current->next->data); } //printf("current = %d,next = %d \n",current->data,current->next->data); L->next = current; /* 将链表头节点指向p1 */ return L; }
Status ListReverse2(LinkList L) { LinkList current, p; if (L == NULL) { return NULL; } current = L->next; while (current->next != NULL) { p = current->next; current->next = p->next; p->next = L->next; L->next = p; } return L; }
这个是程序运行的结果。
整体创建L的元素(头插法): // 原链表,current = 68, pnext = 55,68指向18,55指向18,头结点指向55 -> 68 -> 55 -> 18 -> 45 -> 41 -> 43 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67 // 第一次交换后,原链表变成这样 -> 55 -> 68 -> 18 -> 45 -> 41 -> 43 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67 // 进行第二次交换,pnext = 18,68指向45,18变成头结点 -> 18 -> 55 -> 68 -> 45 -> 41 -> 43 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67 // 进行第三次交换,pnext = current->next = 45,68指向41,45变成头结点 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 41 -> 43 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67 // …… -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 43 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67 -> 5 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 28 -> 80 -> 67 -> 28 -> 5 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 80 -> 67 -> 80 -> 28 -> 5 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 67 // current 68 没有后继,反转结束 -> 67 -> 80 -> 28 -> 5 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 反转L后 -> 67 -> 80 -> 28 -> 5 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68
最后附上完整代码,反转有两个函数。
#include "stdio.h" #define OK 1 #define ERROR 0 #define TRUE 1 #define FALSE 0 #define MAXSIZE 20 /* 存储空间初始分配量 */ 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; /* 定义LinkList */ typedef struct Node *LinkList; /* 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:将L重置为空表 */ Status ClearList(LinkList *L) { LinkList p,q; p=(*L)->next; /* p指向第一个结点 */ while(p) /* 没到表尾 */ { q=p->next; free(p); p=q; } (*L)->next=NULL; /* 头结点指针域为空 */ return OK; } /* 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; } Status visit(ElemType c) { printf("-> %d ",c); return OK; } /* 初始条件:顺序线性表L已存在,1≤i≤ListLength(L) */ /* 操作结果:用e返回L中第i个数据元素的值 */ Status GetElem(LinkList L,int i,ElemType *e) { int j; LinkList p; /* 声明一结点p */ p = L->next; /* 让p指向链表L的第一个结点 */ j = 1; /* j为计数器 */ while (p && j < i) /* p不为空或者计数器j还没有等于i时,循环继续 */ { p = p->next; /* 让p指向下一个结点 */ ++j; } if ( !p || j>i ) return ERROR; /* 第i个元素不存在 */ *e = p->data; /* 取第i个元素的数据 */ return OK; } /* 初始条件:顺序线性表L已存在 */ /* 操作结果:返回L中第1个与e满足关系的数据元素的位序。 */ /* 若这样的数据元素不存在,则返回值为0 */ int LocateElem(LinkList L,ElemType e) { int i=0; LinkList p=L->next; while(p) { i++; if(p->data==e) /* 找到这样的数据元素 */ return i; p=p->next; } return 0; } /* 随机产生n个元素的值,建立带表头结点的单链线性表L(头插法) */ void CreateListHead(LinkList *L, int n) { LinkList p; int i; srand(time(0)); /* 初始化随机数种子 */ *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); (*L)->next = NULL; /* 先建立一个带头结点的单链表 */ for (i=0; i < n; i++) { p = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点 */ p->data = rand()%100+1; /* 随机生成100以内的数字 */ p->next = (*L)->next; (*L)->next = p; /* 插入到表头 */ } } /* 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 */ } /* 初始条件:顺序线性表L已存在,1≤i≤ListLength(L), */ /* 操作结果:在L中第i个位置之前插入新的数据元素e,L的长度加1 */ Status ListInsert(LinkList *L,int i,ElemType e) { int j; LinkList p,s; p = *L; /* 声明一个结点 p,指向头结点 */ j = 1; while (p && j < i) /* 寻找第i个结点 */ { p = p->next; ++j; } if (!p || j > i) return ERROR; /* 第i个元素不存在 */ s = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点(C语言标准函数) */ s->data = e; s->next = p->next; /* 将p的后继结点赋值给s的后继 */ p->next = s; /* 将s赋值给p的后继 */ return OK; } /* 初始条件:顺序线性表L已存在,1≤i≤ListLength(L) */ /* 操作结果:删除L的第i个数据元素,并用e返回其值,L的长度减1 */ Status ListDelete(LinkList *L,int i,ElemType *e) { int j; LinkList p,q; p = *L; j = 1; while (p->next && j < i) /* 遍历寻找第i个元素 */ { p = p->next; ++j; } if (!(p->next) || j > i) return ERROR; /* 第i个元素不存在 */ q = p->next; p->next = q->next; /* 将q的后继赋值给p的后继 */ *e = q->data; /* 将q结点中的数据给e */ free(q); /* 让系统回收此结点,释放内存 */ return OK; } /* 单链表反转/逆序 */ Status ListReverse(LinkList L) { LinkList current,pnext,prev; if(L == NULL || L->next == NULL) return L; current = L->next; /* p1指向链表头节点的下一个节点 */ pnext = current->next; current->next = NULL; while(pnext) { prev = pnext->next; pnext->next = current; current = pnext; pnext = prev; } //printf("current = %d,next = %d \n",current->data,current->next->data); L->next = current; /* 将链表头节点指向p1 */ return L; } Status ListReverse2(LinkList L) { LinkList current, p; if (L == NULL) { return NULL; } current = L->next; while (current->next != NULL) { p = current->next; current->next = p->next; p->next = L->next; L->next = p; ListTraverse(L); printf("current = %d, \n", current -> data); } return L; } int main() { LinkList L; Status i; int j,k,pos,value; char opp; ElemType e; i=InitList(&L); printf("链表L初始化完毕,ListLength(L)=%d\n",ListLength(L)); printf("\n1.整表创建(头插法) \n2.整表创建(尾插法) \n3.遍历操作 \n4.插入操作"); printf("\n5.删除操作 \n6.获取结点数据 \n7.查找某个数是否在链表中 \n8.置空链表"); printf("\n9.链表反转逆序"); printf("\n0.退出 \n请选择你的操作:\n"); while(opp != '0'){ scanf("%c",&opp); switch(opp){ case '1': CreateListHead(&L,10); printf("整体创建L的元素(头插法):\n"); ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '2': CreateListTail(&L,10); printf("整体创建L的元素(尾插法):\n"); ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '3': ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '4': printf("要在第几个位置插入元素?"); scanf("%d",&pos); printf("插入的元素值是多少?"); scanf("%d",&value); ListInsert(&L,pos,value); ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '5': printf("要删除第几个元素?"); scanf("%d",&pos); ListDelete(&L,pos,&e); printf("删除第%d个元素成功,现在链表为:\n", pos); ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '6': printf("你需要获取第几个元素?"); scanf("%d",&pos); GetElem(L,pos,&e); printf("第%d个元素的值为:%d\n", pos, e); printf("\n"); break; case '7': printf("输入你需要查找的数:"); scanf("%d",&pos); k=LocateElem(L,pos); if(k) printf("第%d个元素的值为%d\n",k,pos); else printf("没有值为%d的元素\n",pos); printf("\n"); break; case '8': i=ClearList(&L); printf("\n清空L后:ListLength(L)=%d\n",ListLength(L)); ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '9': ListReverse2(L); printf("\n反转L后\n"); ListTraverse(L); printf("\n"); break; case '0': exit(0); } } }