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

Вы можете решить эту проблему с помощью только одного дополнительного указателя, который должен быть статическим для обратной функции. Он в сложности O (n).

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

typedef struct List* List;
struct List {
   int val;
   List next;
};

List reverse(List list) { /* with recursion and one static variable*/
    static List tail;
    if(!list || !list->next) {
        tail = list;

        return tail;
    } else {
        reverse1(list->next);
        list->next->next = list;
        list->next = NULL;

        return tail;
    }
}

Answer 2

Использование двух указателей при сохранении временной сложности O (n), наиболее быстро достижимой, возможно только через приведение чисел к указателям и обмен их значениями. Вот реализация:

#include <stdio.h>

typedef struct node
{
    int num;
    struct node* next;
}node;

void reverse(node* head)
{
   node* ptr;
   if(!head || !head->next || !head->next->next) return;
   ptr = head->next->next;
   head->next->next = NULL;
   while(ptr)
   {
     /* Swap head->next and ptr. */
     head->next = (unsigned)(ptr =\
     (unsigned)ptr ^ (unsigned)(head->next =\
     (unsigned)head->next ^ (unsigned)ptr)) ^ (unsigned)head->next;

     /* Swap head->next->next and ptr. */
     head->next->next = (unsigned)(ptr =\
     (unsigned)ptr ^ (unsigned)(head->next->next =\
     (unsigned)head->next->next ^ (unsigned)ptr)) ^ (unsigned)head->next->next;
   }
}

void add_end(node* ptr, int n)
{
    while(ptr->next) ptr = ptr->next;
    ptr->next = malloc(sizeof(node));
    ptr->next->num = n;
    ptr->next->next = NULL;
}

void print(node* ptr)
{
    while(ptr = ptr->next) printf("%d ", ptr->num);
    putchar('\n');
}

void erase(node* ptr)
{
    node *end;
    while(ptr->next)
    {
        if(ptr->next->next) ptr = ptr->next;
        else
        {
            end = ptr->next;
            ptr->next = NULL;
            free(end);
        }
    }
}

void main()
{
    int i, n = 5;
    node* dummy_head;
    dummy_head->next = NULL;
    for(i = 1; i <= n ; ++i) add_end(dummy_head, i);
    print(dummy_head);
    reverse(dummy_head);
    print(dummy_head);
    erase(dummy_head);
}

Answer 3

#include<stdio.h>
#include<conio.h>
#include<stdlib.h>
struct node
{
int data;
struct node *link;
};
struct node *first=NULL,*last=NULL,*next,*pre,*cur,*temp;
void create()
{
cur=(struct node*) malloc(sizeof(struct node));
printf("enter first data to insert");
scanf("%d",&cur->data);
first=last=cur;
first->link=NULL;
}
void insert()
{
int pos,c;
cur=(struct node*) malloc(sizeof(struct node));
printf("enter data to insert and also its position");
scanf("%d%d",&cur->data,&pos);
if(pos==1)
{
cur->link=first;
first=cur;
}
else
{
c=1;
    next=first;
    while(c<pos)
    {
        pre=next;
        next=next->link;
        c++;
    }
        if(pre==NULL)
        {
            printf("Invalid position");
        }
        else
        {
        cur->link=pre->link;
        pre->link=cur;
        }
}
}
void display()
{
cur=first;
while(cur!=NULL)
{
printf("data= %d\t address= %u\n",cur->data,cur);
cur=cur->link;
}
printf("\n");
}
void rev()
{
pre=NULL;
cur=first;
while(cur!=NULL)
{
next=cur->link;
cur->link=pre;
pre=cur;
cur=next;
}
first=pre;
}
void main()
{
int choice;
clrscr();
do
{
printf("Options are: -\n1:Create\n2:Insert\n3:Display\n4:Reverse\n0:Exit\n");
printf("Enter your choice: - ");
scanf("%d",&choice);
switch(choice)
{
case 1:
create();
break;
case 2:
insert();
break;
case 3:
display();
break;
case 4:
rev();
break;
case 0:
exit(0);
default:
printf("wrong choice");
}
}
while(1);
}

Answer 4

Определите временную сложность алгоритма, который вы используете сейчас, и должно быть очевидно, что его нельзя улучшить.

Answer 5

curr = head;
prev = NULL;

while (curr != NULL) {
    next = curr->next; // store current's next, since it will be overwritten
    curr->next = prev;
    prev = curr;
    curr = next;
}

head = prev; // update head

Answer 6

Вот немного другой, но простой подход в C ++ 11:

#include <iostream>

struct Node{
    Node(): next(NULL){}
    Node *next;
    std::string data;
};

void printlist(Node* l){
    while(l){
        std::cout<<l->data<<std::endl;
        l = l->next;
    }
    std::cout<<"----"<<std::endl;
}

void reverse(Node*& l)
{
    Node* prev = NULL;
    while(l){
        auto next = l->next;
        l->next = prev;
        prev=l;
        l=next;
    }
    l = prev;
}

int main() {
    Node s,t,u,v;
    s.data = "1";
    t.data = "2";
    u.data = "3";
    v.data = "4";
    s.next = &t;
    t.next = &u;
    u.next = &v;
    Node* ptr = &s;
    printlist(ptr);
    reverse(ptr);
    printlist(ptr);
    return 0;
}

Выход здесь

Answer 7

вот небольшое простое решение ...

void reverse()
{
    node * pointer1 = head->next;
    if(pointer1 != NULL)
    {
        node *pointer2 = pointer1->next;
        pointer1->next = head;
        head->next = NULL;
        head = pointer1;

        if(pointer2 != NULL)
        {

            while(pointer2 != NULL)
            {
                pointer1 = pointer2;
                pointer2 = pointer2->next;
                pointer1->next = head;
                head = pointer1;
            }

            pointer1->next = head;
            head = pointer1;
        }       
   }
 }

Answer 8

Ниже приведена одна реализация, использующая 2 указателя (head и r)

ListNode * reverse(ListNode* head) {

    ListNode *r = NULL;

    if(head) {
        r = head->next;
        head->next = NULL;
    }

    while(r) {
        head = reinterpret_cast<ListNode*>(size_t(head) ^ size_t(r->next));
        r->next = reinterpret_cast<ListNode*>(size_t(r->next) ^ size_t(head));
        head = reinterpret_cast<ListNode*>(size_t(head) ^ size_t(r->next));

        head = reinterpret_cast<ListNode*>(size_t(head) ^ size_t(r));
        r = reinterpret_cast<ListNode*>(size_t(r) ^ size_t(head));
        head = reinterpret_cast<ListNode*>(size_t(head) ^ size_t(r));
    }
    return head;
}

Answer 9

Да, есть способ, использующий только два указателя. То есть путем создания нового связанного списка, где первый узел является первым узлом данного списка, а второй узел первого списка добавляется в начале нового списка и т. Д.

Answer 10

Вы можете перейти на рекурсивный подход:

Вот псевдокод:

Node* reverse(Node* root)
{
    if(!root) return NULL;

    if(!(root->next)) temp = root;
    else
    {
        reverse(root->next);
        root->next->next = root;
        root->next = NULL;
    }

    return temp;
}

После вызова функции возвращается новый корень [temp] связанного списка. Как очень ясно, что он использует только два указателя.