题目:输入一个链表的头结点,反转该链表,并返回反转后链表的头结点。链表结点定义如下:
struct ListNode
{
int m_nKey;
ListNode* m_pNext;
};
分析:这是一道广为流传的微软面试题。由于这道题能够很好的反应出程序员思维是否严密,在微软之后已经有很多公司在面试时采用了这道题。
为了正确地反转一个链表,需要调整指针的指向。与指针操作相关代码总是容易出错的,因此最好在动手写程序之前作全面的分析。在面试的时候不急于动手而是一开始做仔细的分析和设计,将会给面试官留下很好的印象,因为在实际的软件开发中,设计的时间总是比写代码的时间长。与其很快地写出一段漏洞百出的代码,远不如用较多的时间写出一段健壮的代码。
为了将调整指针这个复杂的过程分析清楚,我们可以借助图形来直观地分析。假设下图中l、m和n是三个相邻的结点:
aßbß…ßl mànà…
假设经过若干操作,我们已经把结点l之前的指针调整完毕,这些结点的m_pNext指针都指向前面一个结点。现在我们遍历到结点m。当然,我们需要把调整结点的m_pNext指针让它指向结点l。但注意一旦调整了指针的指向,链表就断开了,如下图所示:
aßbß…lßm nà…
因为已经没有指针指向结点n,我们没有办法再遍历到结点n了。因此为了避免链表断开,我们需要在调整m的m_pNext之前要把n保存下来。
接下来我们试着找到反转后链表的头结点。不难分析出反转后链表的头结点是原始链表的尾位结点。什么结点是尾结点?就是m_pNext为空指针的结点。
基于上述分析,我们不难写出如下代码:
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Reverse a list iteratively
// Input: pHead - the head of the original list
// Output: the head of the reversed head
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
ListNode* ReverseIteratively(ListNode* pHead)
{
ListNode* pReversedHead = NULL;
ListNode* pNode = pHead;
ListNode* pPrev = NULL;
while(pNode != NULL)
{
// get the next node, and save it at pNext
ListNode* pNext = pNode->m_pNext;
// if the next node is null, the currect is the end of original
// list, and it's the head of the reversed list
if(pNext == NULL)
pReversedHead = pNode; // reverse the linkage between nodes
pNode->m_pNext = pPrev; // move forward on the the list
pPrev = pNode;
pNode = pNext;
} return pReversedHead;
}
扩展:本题也可以递归实现。感兴趣的读者请自己编写递归代码。
struct ListNode
{
int m_nKey;
ListNode* m_pNext;
};
分析:这是一道广为流传的微软面试题。由于这道题能够很好的反应出程序员思维是否严密,在微软之后已经有很多公司在面试时采用了这道题。
为了正确地反转一个链表,需要调整指针的指向。与指针操作相关代码总是容易出错的,因此最好在动手写程序之前作全面的分析。在面试的时候不急于动手而是一开始做仔细的分析和设计,将会给面试官留下很好的印象,因为在实际的软件开发中,设计的时间总是比写代码的时间长。与其很快地写出一段漏洞百出的代码,远不如用较多的时间写出一段健壮的代码。
为了将调整指针这个复杂的过程分析清楚,我们可以借助图形来直观地分析。假设下图中l、m和n是三个相邻的结点:
aßbß…ßl mànà…
假设经过若干操作,我们已经把结点l之前的指针调整完毕,这些结点的m_pNext指针都指向前面一个结点。现在我们遍历到结点m。当然,我们需要把调整结点的m_pNext指针让它指向结点l。但注意一旦调整了指针的指向,链表就断开了,如下图所示:
aßbß…lßm nà…
因为已经没有指针指向结点n,我们没有办法再遍历到结点n了。因此为了避免链表断开,我们需要在调整m的m_pNext之前要把n保存下来。
接下来我们试着找到反转后链表的头结点。不难分析出反转后链表的头结点是原始链表的尾位结点。什么结点是尾结点?就是m_pNext为空指针的结点。
基于上述分析,我们不难写出如下代码:
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Reverse a list iteratively
// Input: pHead - the head of the original list
// Output: the head of the reversed head
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
ListNode* ReverseIteratively(ListNode* pHead)
{
ListNode* pReversedHead = NULL;
ListNode* pNode = pHead;
ListNode* pPrev = NULL;
while(pNode != NULL)
{
// get the next node, and save it at pNext
ListNode* pNext = pNode->m_pNext;
// if the next node is null, the currect is the end of original
// list, and it's the head of the reversed list
if(pNext == NULL)
pReversedHead = pNode; // reverse the linkage between nodes
pNode->m_pNext = pPrev; // move forward on the the list
pPrev = pNode;
pNode = pNext;
} return pReversedHead;
}
扩展:本题也可以递归实现。感兴趣的读者请自己编写递归代码。
单向链表的反转是一个经常被问到的一个面试题,也是一个非常基础的问题。比如一个链表是这样的: 1->2->3->4->5 通过反转后成为5->4->3->2->1。最容易想到的方法遍历一遍链表,利用一个辅助指针,存储遍历过程中当前指针指向的下一个元素,然后将当前节点元素的指针反转后,利用已经存储的指针往后面继续遍历。源代码如下:
struct linka {
int data;
linka* next;
};
void reverse(linka*& head)
{
if(head ==NULL)
return;
linka*pre, *cur, *ne;
pre=head;
cur=head->next;
while(cur)
{
ne = cur->next;
cur->next = pre;
pre = cur;
cur = ne;
}
head->next = NULL;
head = pre;
}
还有一种利用递归的方法。这种方法的基本思想是在反转当前节点之前先调用递归函数反转后续节点。源代码如下。不过这个方法有一个缺点,就是在反转后的最后一个结点会形成一个环,所以必须将函数的返回的节点的next域置为NULL。因为要改变head指针,所以我用了引用。算法的源代码如下:
linka* reverse(linka* p,linka*& head)
{
if(p == NULL || p->next == NULL)
{
head=p;
return p;
}
else
{
linka* tmp = reverse(p->next,head);
tmp->next = p;
return p;
}
}