数据结构 - 算法题

数据结构 - 算法题

数据结构算法题要求算法简洁，目标明确，同工程实践有区别。
算法不一定能运行，或者运行结果正确，但一定要体现主要的步骤和思路。

目录

• 数据结构 - 算法题
  • 链表类
    • 逆置
    • 合并

链表类

typedef struct NODE {
    int data;
    struct NODE *next;
} NODE;

逆置

/**
 * 单链表的原地逆置必须用到三个指针指向连续的三个元素，前两个
 * 指针用于将待逆置的两个节点的指针反转，后一个指针用于进行遍
 * 历（因为前两个节点的指针已经被逆转了）。
 * 特点：不需要头节点辅助。中间节点为 NULL 时结束。
 */
NODE *list_reverse_bare(NODE *list) {
    /* 少于两个元素，不操作 */
    if (list == NULL || list->next == NULL) {
        return list;
    }
    
    NODE *r1 = list;
    NODE *r2 = list->next;
    NODE *r3 = list->next->next;
    r1->next = NULL; // 逆置后的尾节点
    while (r2) {
        r2->next = r1;
        r1 = r2;
        r2 = r3;
        if (r3) {
            r3 = r3->next;
        }
    }
    list = r1;
    return list;
}

NODE *list_reverse(NODE *list) {
    /* 少于两个元素，不操作 */
    if (list == NULL || list->next == NULL || list->next->next == NULL) {
        return list;
    }
    NODE *r = list_reverse_bare(list->next);
    list->next = r;
    return list;
}

合并

/**
 * 创建一个头节点（而不是头指针），用于指向
 * 合并后的链表。合并的过程是一个尾插的过程，
 * 要注意节点移动到尾部后指针清零。
 * 特点：头节点是临时节点。只改变原有链表的
 * 指针。
 * 
 * 扩展：
 * 头节点的作用：
 * 头节点在于让算法对空对象和非空对象具有处理的一致性。
 * 
 * 思考：这里为什么要用指向头节点的指针？
 * 建立一个空链表，并从尾部增加节点需要一个
 * 头节点，并需要一个游标。初始情况下游标指向
 * 头节点。
 * 这里的头节点不能用指针代替，是因为游标指针
 * 必须指向头节点。
 */
NODE *list_merge_bare(NODE *lista, NODE *listb) {
    NODE head = {};
    NODE *tail = &head;
    while (1) {
        if (lista != NULL && listb != NULL) {
            if (lista->data <= listb->data) {
                tail->next = lista;
                tail = tail->next;
                lista = lista->next;
                tail->next = NULL;
            } else {
                tail->next = listb;
                tail = tail->next;
                listb = listb->next;
                tail->next = NULL;
            }
        }
        else if (lista != NULL) {
            tail->next = lista;
            tail = tail->next;
            lista = lista->next;
            tail->next = NULL;
        }
        else if (listb != NULL) {
            tail->next = listb;
            tail = tail->next;
            listb = listb->next;
            tail->next = NULL;
        }
        else {
            break;
        }
    }
    return head.next;
}

NODE *list_merge(NODE *lista, NODE *listb) {
    NODE *list = list_merge_bare(lista->next, listb->next);
    lista->next = list;
    free (listb);
    return lista;
}