前面講完了線性結(jié)構(gòu),這里有一些題目已經(jīng)僅供參考(我是一個(gè)木的感情的搬運(yùn)工)
合并鏈表
將2個(gè)遞增的有序鏈表合并為?一個(gè)鏈表的有序鏈表; 要求結(jié)果鏈表仍然使?用兩個(gè)鏈表的存儲(chǔ)空間,
不不另外占?用其他的存儲(chǔ)空間. 表中不不允許有重復(fù)的數(shù)據(jù)
關(guān)鍵詞:
不允許有重復(fù)數(shù)據(jù)保留遞增關(guān)系(后插法)
不占用額外的存儲(chǔ)空間指的是不開辟新節(jié)點(diǎn)通贞,賦值在鏈接到鏈表上
解析:
- 假設(shè)待合并的鏈表為La和Lb,合并后的新表使用頭指針Lc(Lc的表頭結(jié)點(diǎn)設(shè)為La的表頭結(jié)點(diǎn))指向. Pa 和 Pb 分別是La,Lb的工作指針.初始化為相應(yīng)鏈表的首元結(jié)點(diǎn)丧失,Pc為指向Lc表的工作指針者娱,初始值為Lc的頭結(jié)點(diǎn)
- 從首元結(jié)點(diǎn)開始比較, 當(dāng)兩個(gè)鏈表La 和Lb 均未到達(dá)表尾結(jié)點(diǎn)時(shí),依次摘取其中較小值重新鏈表在Lc表的最后飞涂;如果兩個(gè)表中的元素相等,只摘取La表中的元素,刪除Lb表中的元素,這樣確保合并后表中無重復(fù)的元素
- 當(dāng)一個(gè)表達(dá)到表尾結(jié)點(diǎn)為空時(shí),非空表的剩余元素直接鏈接在Lc表最后
- 最后釋放鏈表Lb的頭
代碼如下:
void MergeList(LinkList *La, LinkList *Lb, LinkList *Lc) {
//目標(biāo):將2個(gè)遞增的有序鏈表La,Lb 合并為一個(gè)遞增的有序鏈表Lc
LinkList pa,pb,pc,temp;
//pa 是鏈表La的工作指針,pb 是鏈表Lb的工作指針, 初始化為首元結(jié)點(diǎn);
pa = (*La)->next;
pb = (*Lb)->next;
*Lc = pc = *La;//Lc使用La的首元節(jié)點(diǎn)衷旅,并是pc當(dāng)做新節(jié)點(diǎn)的指紋標(biāo)示
while (pa && pb) {
//因?yàn)樵湵硎怯行虻钠谈援?dāng)一個(gè)鏈表結(jié)束了障涯,那后面鏈表就可以直接鏈接到新b鏈表上
if (pa->data < pb->data) {
//取較小者La中的元素,將pa鏈接在pc的后面,pa指針后移
pc->next = pa;//往Lc鏈表中添加小的元素pa
pc = pa;//將新鏈表的指針標(biāo)示移到最后一位
pa = pa->next;//因?yàn)閜a已經(jīng)鏈接到Lc上罐旗,所以將pa改成pa的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)
} else if(pa->data > pb->data) {
//取較小者Lb的元素,將pb鏈接在pc后面, pb指針后移,跟上面一樣
pc->next = pb;
pc = pb;
pb = pb->next;
}else{
//相等時(shí)取La中的元素,刪除Lb的元素;
pc->next = pa;
pc = pa;//將新鏈表的指針標(biāo)示移到最后一位
pa = pa ->next;//因?yàn)閜a已經(jīng)鏈接到Lc上唯蝶,所以將pa改成pa的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)
temp = pb->next;//因?yàn)閜b上的該節(jié)點(diǎn)需要free九秀,d并且free后我們需要將pb這個(gè)指針標(biāo)示一到pb的下一個(gè)節(jié)點(diǎn),所以需要個(gè)臨時(shí)指針temp來暫時(shí)保存下pb->next
free(pb);//釋放pb
pb = temp;//將暫存的pb->next賦給pb
}
}
//將非空表的剩余元素之間鏈接在Lc表的最后
pc->next = pa?pa:pb;
//釋放Lb的頭結(jié)點(diǎn)
free(*Lb);
}
求交集
已知兩個(gè)鏈表A和B分別表示兩個(gè)集合.其元素遞增排列. 設(shè)計(jì)一個(gè)算法,用于求出A與B的交集,并存儲(chǔ)在A鏈表中; 例如: La = {2,4,6,8}; Lb = {4,6,8,10}; Lc = {4,6,8}
關(guān)鍵詞:
依次摘取2個(gè)表中相等的元素重新進(jìn)行鏈接,刪除其他不等的元素
解析:
- 假設(shè)待合并的鏈表為La和Lb,合并后的新表使用頭指針Lc(Lc的表頭結(jié)點(diǎn)設(shè)為La的表頭結(jié)點(diǎn))指向. Pa 和 Pb 分別是La,Lb的工作指針.初始化為相應(yīng)鏈表的首元結(jié)點(diǎn)
- 從首元結(jié)點(diǎn)開始比較, 當(dāng)兩個(gè)鏈表La 和Lb 均未到達(dá)表尾結(jié)點(diǎn)時(shí).
- 如果兩個(gè)表中的元素相等,只摘取La表中的元素,刪除Lb表中的元素;
- 如果其中一個(gè)表中的元素較小,刪除此表中較小的元素. 此表的工作指針后移;
- 當(dāng)鏈表La和Lb有一個(gè)先到達(dá)表尾結(jié)點(diǎn)為空時(shí),依次刪除另一個(gè)非空表中的所有元素,最后釋放鏈表lb;
代碼如下:
void Intersection(LinkList *La, LinkList *Lb, LinkList *Lc){
//目標(biāo): 求2個(gè)遞增的有序鏈表La,Lb的交集, 使用頭指針Lc指向帶回;
LinkList pa,pb,pc,temp;
//pa 是鏈表La的工作指針,pb 是鏈表Lb的工作指針, 初始化為首元結(jié)點(diǎn);La的頭結(jié)點(diǎn)作為Lc的頭結(jié)點(diǎn);
pa = (*La)->next;
pb = (*Lb)->next;
*Lc = pc = *La;
while (pa && pb) {
if (pa->data == pb->data) {
//相等,交集并入結(jié)果鏈表中;
//(1).取La中的元素,將pa鏈接到pc的后面,pa指針后移;
pc->next = pa;
pc = pa;
pa = pa->next;
//(2)刪除Lb中對(duì)應(yīng)相等的元素
temp = pb;
pb = pb->next;
free(temp);
} else if(pa->data < pb->data) {
//刪除較小值La的元素;
temp = pa;
pa = pa->next;
free(temp);
} else {
//刪除較小值Lb中的元素
temp = pb;
pb = pb->next;
free(temp);
}
}
//Lb為空,刪除非空表La中的所有元素
while (pa) {
temp = pa;
pa = pa->next;
free(temp);
}
//La為空,刪除非空表Lb中的所有元素
while (pb) {
temp = pb;
pb = pb->next;
free(temp);
}
pc->next = NULL;
free(*Lb);
}
旋轉(zhuǎn)鏈表(倒置)
設(shè)計(jì)一個(gè)算法,將鏈表中所有節(jié)點(diǎn)的鏈接方向"原地旋轉(zhuǎn)",即要求僅僅利用原表的存儲(chǔ)空間. 換句話說,要求算法空間復(fù)雜度為O(1); 例如:L={0,2,4,6,8,10}, 逆轉(zhuǎn)后: L = {10,8,6,4,2,0}
關(guān)鍵詞:
不能開辟新的空間,只能改變指針的指向可以考慮逐個(gè)摘取結(jié)點(diǎn),利用前插法創(chuàng)建鏈表的思想,將結(jié)點(diǎn)一次插入到頭結(jié)點(diǎn)的后面
因?yàn)橄炔迦氲慕Y(jié)點(diǎn)為表尾,后插入的結(jié)點(diǎn)為表頭,即可實(shí)現(xiàn)鏈表的逆轉(zhuǎn)
解析:
- 利用原有的頭結(jié)點(diǎn)*L,p為工作指針, 初始時(shí)p指向首元結(jié)點(diǎn). 因?yàn)檎〉慕Y(jié)點(diǎn)依次向前插入,為確保鏈表尾部為空,初始時(shí)將頭結(jié)點(diǎn)的指針域置空;
- 從前向后遍歷鏈表,依次摘取結(jié)點(diǎn),在摘取結(jié)點(diǎn)前需要用指針q記錄后繼結(jié)點(diǎn),以防止鏈接后丟失后繼結(jié)點(diǎn);
- 將摘取的結(jié)點(diǎn)插入到頭結(jié)點(diǎn)之后,最后p指向新的待處理節(jié)點(diǎn)q(p=q);
代碼如下:
void Inverse(LinkList *L){
//目的: 逆轉(zhuǎn)帶頭結(jié)點(diǎn)單鏈表L;
LinkList p,temp;
//因?yàn)橄乱徊揭杨^結(jié)點(diǎn)的next置為空粘我,所以讓p指向首元結(jié)點(diǎn);
p = (*L)->next;
//因?yàn)樽詈箢^結(jié)點(diǎn)會(huì)變成尾節(jié)點(diǎn)鼓蜒,所以要把頭結(jié)點(diǎn)的指針域置空
(*L)->next = NULL;
//遍歷鏈表
while (p!=NULL) {
//temp指向p的后繼,暫存一下p->next
temp = p->next;
//前插法:p->next = (*L)->next
p->next = (*L)->next;
//*p 插入到頭結(jié)點(diǎn)之后;
(*L)->next = p;
//處理下一個(gè)結(jié)點(diǎn)
p = temp;
}
}
刪除指定區(qū)間元素
設(shè)計(jì)一個(gè)算法,刪除遞增有序鏈表中值大于等于mink且小于等于maxk(mink,maxk是給定的兩個(gè)參數(shù),其值可以和表中的元素相同,也可以不同)的所有元素
關(guān)鍵詞:
通過遍歷鏈表能夠定位帶刪除元素的下邊界和上邊界,即可找到第一個(gè)值大于mink的結(jié)點(diǎn)和第一個(gè)值大于等于maxk的結(jié)點(diǎn)
解析:
- 查找第一個(gè)值大于mink的結(jié)點(diǎn),用q指向該結(jié)點(diǎn),pre 指向該結(jié)點(diǎn)的前驅(qū)結(jié)點(diǎn);
- 繼續(xù)向下遍歷鏈表, 查找第一個(gè)值大于等于maxk的結(jié)點(diǎn),用p指向該結(jié)點(diǎn);
- 修改下邊界前驅(qū)結(jié)點(diǎn)的指針域, 是其指向上邊界(pre->next = p);
- 依次釋放待刪除結(jié)點(diǎn)的空間(介于pre和p之間的所有結(jié)點(diǎn));
代碼如下:
void DeleteMinMax(LinkList *L, int mink, int maxk){
//目標(biāo): 刪除遞增有序鏈表L中值大于等于mink 和小于等于maxk的所有元素
LinkList p,q,pre;
pre = *L;
LinkList temp;
//p指向首元結(jié)點(diǎn)
p = (*L)->next;
//1.查找第一值大于mink的結(jié)點(diǎn)
//當(dāng)找到p->data < mink時(shí)候征字,pre指向的是p的前節(jié)點(diǎn)都弹,也就是pred之前的節(jié)點(diǎn)值都小于mink
while (p && p->data < mink) {
//指向前驅(qū)結(jié)點(diǎn)
pre = p;
p = p->next;
}
//2.查找第一個(gè)值大于等于maxk的結(jié)點(diǎn),這個(gè)時(shí)候p節(jié)點(diǎn)之后的值都大于maxk
while (p && p->data<=maxk) {
p = p->next;
}
//3.修改待刪除的結(jié)點(diǎn)指針匙姜,將pred節(jié)點(diǎn)和p節(jié)點(diǎn)鏈接起來就行了
q = pre->next;
pre->next = p;
//然后將pre和p之前的階段都釋放掉
while (q != p) {
temp = q->next;
free(q);
q = temp;
}
}
鏈表數(shù)據(jù)移動(dòng)
設(shè)將n(n>1)個(gè)整數(shù)存放到一維數(shù)組R中, 試設(shè)計(jì)一個(gè)在時(shí)間和空間兩方面都盡可能高效的算法;將R中保存的序列循環(huán)左移p個(gè)位置(0<p<n)個(gè)位置, 即將R中的數(shù)據(jù)由(x0,x1,......,xn-1)變換為(xp,xp+1,...,xn-1,x0,x1,...,xp-1).
例如: pre[10] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},
n = 10,p = 3;
pre[10] = {3,4,5,6,7,8,9,0,1,2}
復(fù)雜度分析:
時(shí)間復(fù)雜度: O(n); 空間復(fù)雜度:O(1);
解析:
- 先將n個(gè)數(shù)據(jù)原地逆置 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0;
- 將n個(gè)數(shù)據(jù)拆解成[9,8,7,6,5,4,3] [2,1,0]
- 將前n-p個(gè)數(shù)據(jù)和后p個(gè)數(shù)據(jù)分別原地逆置; [3,4,5,6,7,8,9] [0,1,2]
代碼如下:
void Reverse(int *pre,int left ,int right){
//將數(shù)組R中的數(shù)據(jù)原地逆置
//i等于左邊界left,j等于右邊界right;
int i = left,j = right;
int temp;
//交換pre[i] 和 pre[j] 的值
while (i < j) {
//交換
temp = pre[i];
pre[i] = pre[j];
pre[j] = temp;
//i右移,j左移
i++;
j--;
}
}
尋找主元素
已知一個(gè)整數(shù)序列A = (a0,a1,a2,...an-1),其中(0<= ai <=n),(0<= i<=n). 若存在ap1= ap2 = ...= apm = x,且m>n/2(0<=pk<n,1<=k<=m),則稱x 為 A的主元素. 例如,A = (0,5,5,3,5,7,5,5),則5是主元素; 若B = (0,5,5,3,5,1,5,7),則A 中沒有主元素,假設(shè)A中的n個(gè)元素保存在一個(gè)一維數(shù)組中,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)盡可能高效的算法,找出數(shù)組元素中的主元素,若存在主元素則輸出該元素,否則輸出-1.
關(guān)鍵詞:
主元素,是數(shù)組中的出現(xiàn)次數(shù)超過一半的元素; 當(dāng)數(shù)組中存在主元素時(shí),所有非主元素的個(gè)數(shù)和必少于一半. 如果讓主元素和一個(gè)非主元素配對(duì), 則最后多出來的元素(沒有元素與之匹配就是主元素
解析
- 選取候選主元素, 從前向后依次掃描數(shù)組中的每個(gè)整數(shù), 假定第一個(gè)整數(shù)為主元素,將其保存在Key中,計(jì)數(shù)為1. 若遇到下一個(gè)整數(shù)仍然等于key,則計(jì)數(shù)加1. 否則計(jì)數(shù)減1. 當(dāng)計(jì)數(shù)減到0時(shí), 將遇到的下一個(gè)整數(shù)保存到key中, 計(jì)數(shù)重新記為1. 開始新一輪計(jì)數(shù). 即可從當(dāng)前位置開始重上述過程,直到將全部數(shù)組元素掃描一遍;
- 判斷key中的元素是否是真正的主元素, 再次掃描數(shù)組, 統(tǒng)計(jì)key中元素出現(xiàn)的次數(shù),若大于n/2,則為主元素,否則,序列中不存在主元素;
復(fù)雜度:
時(shí)間復(fù)雜度: O(n) 空間復(fù)雜度: O(1)
代碼如下:
int MainElement(int *A, int n){
//目標(biāo): 求整數(shù)序列A中的主元素;
//count 用來計(jì)數(shù)
int count = 1;
//key 用來保存候選主元素, 初始A[0]
int key = A[0];
//(1) 掃描數(shù)組,選取候選主元素
for (int i = 1; i < n; i++) {
//(2) 如果A[i]元素值 == key ,則候選主元素計(jì)數(shù)加1;
if (A[i] == key) {
count++;
}else{
//(3) 當(dāng)前元素A[i] 非候選主元素,計(jì)數(shù)減1;
if(count >0){
count--;
}else{
//(4) 如果count 等于0,則更換候選主元素,重新計(jì)數(shù)
key = A[i];
count = 1;
}
}
}
//如果count >0
if (count >0){
//(5)統(tǒng)計(jì)候選主元素的實(shí)際出現(xiàn)次數(shù)
for (int i = count = 0; i < n; i++)
if (A[i] == key) count++;
}
//(6)判斷count>n/2, 確認(rèn)key是不是主元素
if (count > n/2) return key;
else return -1; //不存在主元素
}
刪除絕對(duì)值相等的數(shù)字
用單鏈表保存m個(gè)整數(shù), 結(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)為(data,link),且|data|<=n(n為正整數(shù)). 現(xiàn)在要去設(shè)計(jì)一個(gè)時(shí)間復(fù)雜度盡可能高效的算法. 對(duì)于鏈表中的data 絕對(duì)值相等的結(jié)點(diǎn), 僅保留第一次出現(xiàn)的結(jié)點(diǎn),而刪除其余絕對(duì)值相等的結(jié)點(diǎn).例如,鏈表A = {21,-15,15,-7,15}, 刪除后的鏈表A={21,-15,-7};
關(guān)鍵字:
要求設(shè)計(jì)一個(gè)時(shí)間復(fù)雜度盡量高效的算法,而已知|data|<=n, 所以可以考慮用空間換時(shí)間的方法.
申請(qǐng)一個(gè)空間大小為n+1(0號(hào)單元不使用)的輔助數(shù)組.
保存鏈表中已出現(xiàn)的數(shù)值,通過對(duì)鏈表進(jìn)行一趟掃描來完成刪除.
解析:
- 申請(qǐng)大小為n+1的輔助數(shù)組t并賦值初值為0;
- 從首元結(jié)點(diǎn)開始遍歷鏈表,依次檢查t[|data|]的值, 若[|data|]為0,即結(jié)點(diǎn)首次出現(xiàn),則保留該結(jié)點(diǎn),并置t[|data|] = 1,若t[|data|]不為0,則將該結(jié)點(diǎn)從鏈表中刪除.
復(fù)雜度:
時(shí)間復(fù)雜度: O(m),對(duì)長度為m的鏈表進(jìn)行一趟遍歷,則算法時(shí)間復(fù)雜度為O(m);
空間復(fù)雜度: O(n)
代碼如下:
void DeleteEqualNode(LinkList *L,int n){
//目標(biāo): 刪除單鏈表中絕對(duì)值相等的結(jié)點(diǎn);
//1. 開辟輔助數(shù)組p畅厢,n為數(shù)組中絕對(duì)值最大的值
int *p = alloca(sizeof(int)*n);
LinkList temp = *L;
//2.數(shù)組元素初始值置空
for (int i = 0; i < n; i++) {
*(p+i) = 0;//這是通過指針偏移賦值的,等同于p[i]
}
//3.指針r 指向首元結(jié)點(diǎn)氮昧,指針標(biāo)示
LinkList r = (*L)->next;
//4.遍歷鏈表,直到temp = NULL;
while (r!= NULL) {
//5.如果該絕對(duì)值已經(jīng)在結(jié)點(diǎn)上出現(xiàn)過,則刪除該結(jié)點(diǎn)
if (p[abs(r->data)] == 1) {
//臨時(shí)指針指向r->next
temp->next = r->next;
//刪除r指向的結(jié)點(diǎn)
free(r);
//r 指向刪除結(jié)點(diǎn)下一個(gè)結(jié)點(diǎn)
r = temp->next;
}else{
//6. 未出現(xiàn)過的結(jié)點(diǎn),則將數(shù)組中對(duì)應(yīng)位置置為1;
//此處數(shù)組里面的p[n]==1,說明n這個(gè)絕對(duì)值已經(jīng)出現(xiàn)過了框杜,1這個(gè)值作為標(biāo)示flag使用
p[abs(r->data)] = 1;
temp = r;
//繼續(xù)向后遍歷結(jié)點(diǎn)
r = r->next;
}
}
}