Как перевернуть односвязный список, используя только два указателя?

Question

Мне было бы интересно, если бы существовала какая-то логика для обратного связанного списка, используя только два указателя.

Следующее используется для обращения к единому связанному списку с использованием трех указателей, а именно p, q, r:

struct node {
    int data;
    struct node *link;
};

void reverse() {
    struct node *p = first,
                *q = NULL,
                *r;

    while (p != NULL) {
        r = q;
        q = p;
        p = p->link;
        q->link = r;
    }
    first = q;
}

Есть ли другие альтернативы, чтобы перевернуть связанный список? Какова была бы лучшая логика, чтобы перевернуть односвязный список с точки зрения сложности времени?

Answer 1

Вот более простая версия на Java. Он использует только два указателя curr & prev

public void reverse(Node head) {
    Node curr = head, prev = null;

    while (head.next != null) {
        head = head.next; // move the head to next node
        curr.next = prev; //break the link to the next node and assign it to previous
        prev = curr;      // we are done with previous, move it to next node
        curr = head;      // current moves along with head
    }

    head.next = prev;     //for last node
}

Answer 2

Я не понимаю, почему нужно возвращать голову, поскольку мы передаем это в качестве аргумента. Мы передаем заголовок списка ссылок, затем мы можем обновить. Ниже простое решение.

#include<stdio.h>
#include<conio.h>

struct NODE
{
    struct NODE *next;
    int value;
};

typedef struct NODE node;

void reverse(node **head);
void add_end(node **head,int val);
void alloc(node **p);
void print_all(node *head);

void main()
{
    node *head;
    clrscr();
    head = NULL;
    add_end( &head, 1 );
    add_end( &head, 2 );
    add_end( &head, 3 );
    print_all( head );
    reverse( &head );
    print_all( head );
    getch();
}
void alloc(node **p)
{
    node *temp;
    temp = (node *) malloc( sizeof(node *) );
    temp->next = NULL;
    *p = temp;
}
void add_end(node **head,int val)
{
    node *temp,*new_node;
    alloc(&new_node);
    new_node->value = val;
    if( *head == NULL )
    {
        *head = new_node;
        return;
    }
    for(temp = *head;temp->next!=NULL;temp=temp->next);
    temp->next = new_node;
}
void print_all(node *head)
{
    node *temp;
    int index=0;
    printf ("\n\n");
    if (head == NULL)
    {
        printf (" List is Empty \n");
        return;
    }
    for (temp=head; temp != NULL; temp=temp->next,index++)
        printf (" %d ==> %d \n",index,temp->value);
}
void reverse(node **head)
{
    node *next,*new_head;
    new_head=NULL;
    while(*head != NULL)
    {
        next = (*head)->next;
        (*head)->next = new_head;
        new_head = (*head);
        (*head) = next;
    }
    (*head)=new_head;
}

Answer 3

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

tydef struct node
{
    int info;
    struct node *link;
} *start;

void main()
{
    rev();
}

void rev()
{
    struct node *p = start, *q = NULL, *r;
    while (p != NULL)
    {
        r = q;
        q = p;
        p = p->link;
        q->link = r;
    }

    start = q;
}

Answer 4

Простой алгоритм, если вы используете связанный список в качестве структуры стека:

 #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct list {
    int key;
    char value;
    struct list* next;
} list;
void print(list*);
void add(list**, int, char);
void reverse(list**);
void deleteList(list*);

int main(void) {
    list* head = NULL;
    int i=0;
    while ( i++ < 26 ) add(&head, i, i+'a');
    printf("Before reverse: \n");
    print(head);
    printf("After reverse: \n");
    reverse(&head);
    print(head);
    deleteList(head);

}
void deleteList(list* l) {

    list* t = l;    
    while ( t != NULL ) {
        list* tmp = t;
        t = t->next;
        free(tmp);
    }

}
void print(list* l) {
    list* t = l;
    while ( t != NULL) {
        printf("%d:%c\n", t->key, t->value);
        t = t->next;
    }
}

void reverse(list** head) {
    list* tmp = *head;
    list* reversed = NULL;
    while ( tmp != NULL ) {
        add(&reversed, tmp->key, tmp->value);
        tmp = tmp->next;
    }
    deleteList(*head);
    *head = reversed;
}

void add(list** head, int k, char v) {

    list* t = calloc(1, sizeof(list));
    t->key = k; t->value = v;
    t->next = *head;
    *head = t;

}

На производительность может повлиять вызов дополнительных функций для add и malloc, поэтому алгоритмы перестановки адресов лучше, но фактически создается новый список, поэтому вы можете использовать дополнительные параметры, такие как сортировка или удаление элементов, если добавляете функцию обратного вызова как Параметр обратный.

Answer 5

Решение с использованием 1 переменной (только p ):

typedef unsigned long AddressType;

#define A (*( AddressType* )&p )
#define B (*( AddressType* )&first->link->link )
#define C (*( AddressType* )&first->link )

/* Reversing linked list */
p = first;

while( first->link )
{
    A = A + B + C;
    B = A - B - C;
    A = A - B;
    C = A - C;
    A = A - C;
}

first = p;

Answer 6

В качестве альтернативы вы можете использовать рекурсию-

struct node* reverseList(struct node *head)
{
    if(head == NULL) return NULL;
    if(head->next == NULL) return head;

    struct node* second = head->next;       
    head->next = NULL;

    struct node* remaining = reverseList(second);
    second->next = head;

    return remaining;
}

Answer 7

Я использую java для реализации этого, и подход основан на разработке через тестирование, поэтому также прилагаются тестовые примеры.

Класс Node, представляющий один узел -

package com.adnan.linkedlist;

/**
 * User  : Adnan
 * Email : sendtoadnan@gmail.com
 * Date  : 9/21/13
 * Time  : 12:02 PM
 */
public class Node {

    public Node(int value, Node node){
        this.value = value;
        this.node = node;
    }
    private int value;
    private Node node;

    public int getValue() {
        return value;
    }

    public Node getNode() {
        return node;
    }

    public void setNode(Node node){
        this.node = node;
    }
}

Класс обслуживания, который принимает начальный узел как входной и резервирует его без использования дополнительного пространства.

package com.adnan.linkedlist;

/**
 * User  : Adnan
 * Email : sendtoadnan@gmail.com
 * Date  : 9/21/13
 * Time  : 11:54 AM
 */
public class SinglyLinkedListReversal {

    private static final SinglyLinkedListReversal service 
= new SinglyLinkedListReversal();
    public static SinglyLinkedListReversal getService(){
        return service;
    }



    public Node reverse(Node start){
        if (hasOnlyNodeInLinkedList(start)){
            return start;
        }
        Node firstNode, secondNode, thirdNode;
        firstNode = start;
        secondNode = firstNode.getNode();
        while (secondNode != null ){
            thirdNode = secondNode.getNode();
            secondNode.setNode(firstNode);
            firstNode = secondNode;
            secondNode = thirdNode;
        }
        start.setNode(null);
        return firstNode;
    }

    private boolean hasOnlyNodeInLinkedList(Node start) {
        return start.getNode() == null;
    }


}

И контрольный пример, охватывающий описанный выше сценарий. Обращаем ваше внимание, что вам нужны баночки для джунита. Я использую testng.jar; Вы можете использовать все, что угодно.

package com.adnan.linkedlist;

import org.testng.annotations.Test;

import static org.testng.AssertJUnit.assertTrue;

/**
 * User  : Adnan
 * Email : sendtoadnan@gmail.com
 * Date  : 9/21/13
 * Time  : 12:11 PM
 */
public class SinglyLinkedListReversalTest {

    private SinglyLinkedListReversal reversalService = 
SinglyLinkedListReversal.getService();

    @Test
    public void test_reverseSingleElement() throws Exception {
        Node node = new Node(1, null);
        reversalService.reverse(node);
        assertTrue(node.getNode() == null);
        assertTrue(node.getValue() == 1);
    }


    //original - Node1(1) -> Node2(2) -> Node3(3)
    //reverse - Node3(3) -> Node2(2) -> Node1(1)
    @Test
    public void test_reverseThreeElement() throws Exception {
        Node node3 = new Node(3, null);
        Node node2 = new Node(2, node3);
        Node start = new Node(1, node2);


        start = reversalService.reverse(start);
        Node test = start;
        for (int i = 3; i >=1 ; i -- ){
          assertTrue(test.getValue() == i);
            test = test.getNode();
        }


    }

    @Test
    public void test_reverseFourElement() throws Exception {
        Node node4 = new Node(4, null);
        Node node3 = new Node(3, node4);
        Node node2 = new Node(2, node3);
        Node start = new Node(1, node2);


        start = reversalService.reverse(start);
        Node test = start;
        for (int i = 4; i >=1 ; i -- ){
            assertTrue(test.getValue() == i);
            test = test.getNode();
        }
    }

        @Test
        public void test_reverse10Element() throws Exception {
            Node node10 = new Node(10, null);
            Node node9 = new Node(9, node10);
            Node node8 = new Node(8, node9);
            Node node7 = new Node(7, node8);
            Node node6 = new Node(6, node7);
            Node node5 = new Node(5, node6);
            Node node4 = new Node(4, node5);
            Node node3 = new Node(3, node4);
            Node node2 = new Node(2, node3);
            Node start = new Node(1, node2);


            start = reversalService.reverse(start);
            Node test = start;
            for (int i = 10; i >=1 ; i -- ){
                assertTrue(test.getValue() == i);
                test = test.getNode();
            }


    }

    @Test
    public void test_reverseTwoElement() throws Exception {
        Node node2 = new Node(2, null);
        Node start = new Node(1, node2);


        start = reversalService.reverse(start);
        Node test = start;
        for (int i = 2; i >=1 ; i -- ){
            assertTrue(test.getValue() == i);
            test = test.getNode();
        }


    }
}

Answer 8

Вот моя версия:

void reverse(ListElem *&head)
{
    ListElem* temp;
    ListElem* elem = head->next();
    ListElem* prev = head;
    head->next(0);

    while(temp = elem->next())
    {
        elem->next(prev);
        prev = elem;
        elem = temp;
    }
    elem->next(prev);
    head = elem;
}

, где

class ListElem{
public:
    ListElem(int val): _val(val){}
    ListElem *next() const { return _next; }
    void next(ListElem *elem) { _next = elem; }
    void val(int val){ _val = val; }
    int val() const { return _val;}
private:
    ListElem *_next;
    int _val;
};

Answer 9

using 2-pointers....bit large but simple and efficient

void reverse()

{

int n=0;

node *temp,*temp1;

temp=strptr;

while(temp->next!=NULL)

{

n++;      //counting no. of nodes

temp=temp->next;

}
// we will exchange ist by last.....2nd by 2nd last so.on....
int i=n/2;  

temp=strptr;

for(int j=1;j<=(n-i+1);j++)

temp=temp->next;
//  i started exchanging from in between ....so we do no have to traverse list so far //again and again for exchanging

while(i>0)

{

temp1=strptr;

for(int j=1;j<=i;j++)//this loop for traversing nodes before n/2

temp1=temp1->next;

int t;

t=temp1->info;

temp1->info=temp->info;

temp->info=t;

i--;

temp=temp->next; 

//at the end after exchanging say 2 and 4 in a 5 node list....temp will be at 5 and we will traverse temp1 to ist node and exchange ....

}

}

Answer 10

Нет, ничего быстрее текущего O (n) сделать нельзя. Вам необходимо изменить каждый узел, так что время будет пропорционально количеству элементов в любом случае, и это O (n), которое у вас уже есть.