输入一个链表,从尾到头打印链表每个节点的值。
输入描述:输入为链表的表头
输出描述:输出为需要打印的“新链表”的表头
一、问题分析
初拿到这个题目时,这应该是考察单向链表这一数据结构。单向链表的遍历总是从头指针逐项遍历各个节点,现在要求从尾到头打印节点的值,我们可以在遍历时把各节点压入栈内,最后出栈打印各个节点值,即可达到要求。
实现之前,我们先来看看如何创建一个链表。
1,链表节点的数据结构定义
1 struct ListNode { 2 int val; 3 struct ListNode *next; 4 ListNode(int x) : 5 val(x), next(NULL) { 6 } 7 };
在链表的定义中,包含自己的整形成员(当然也可以定义为其它数据类型,如double),以及下一个节点的位置信息(next)。这里我们还定义了节点的构造函数(ListNode),方便节点的初始化。
2,链表的创建
这里我们考虑单向链表。如果通过用户输入来创建链表,我们可以进行如下操作:
1)创建头节点head,指向NULL。因为此时没有任何节点
2)为加入的节点分配空间,赋初值(如1中考虑的int类型)并指向NULL。判断head==NULL?head指向该节点:“上一节点”指向该节点
3)更新新加入的节点为“上一节点”
4)判断节点是否添加结束,若否,重复2,3,4步骤继续添加节点。
二、问题的解决思路
1,利用stack反转输出链表节点值
1 #include <iostream> 2 #include <vector> 3 #include <stack> 4 using namespace std; 5 6 //链表节点定义 7 struct ListNode { 8 int val; 9 struct ListNode *next; 10 ListNode(int x) : 11 val(x), next(NULL) { 12 } 13 }; 14 15 //链表从尾到头输出节点值方法实现 16 class Solution { 17 public: 18 //方法1,通过stack 这个container来实现反转链表 19 vector<int> printListFromTailToHead(struct ListNode* head) { 20 vector<int> result; 21 if(head == NULL) 22 return result; 23 stack<ListNode*> reverse; 24 ListNode* node = head; 25 while(node != NULL) { 26 reverse.push(node); 27 node = node->next; 28 } 29 while(!reverse.empty()) { 30 node = reverse.top(); 31 result.push_back(node->val); 32 reverse.pop(); 33 } 34 return result; 35 } 36 //方法2,原地反转链表,不介入其它container 37 //不断的使“下一个节点”指向“前一个”节点 38 vector<int> printListFromTailToHead2(struct ListNode* head) { 39 vector<int> vec; 40 ListNode *buf = head; 41 ListNode *pre = buf; 42 if(head == NULL) 43 return vec; 44 while(head->next != NULL){ 45 buf = head->next; 46 head->next = buf->next; 47 buf->next = pre; 48 pre = buf; 49 } 50 while(buf){ 51 vec.push_back(buf->val); 52 buf = buf->next; 53 } 54 return vec; 55 } 56 }; 57 58 struct ListNode* CreateListNode(struct ListNode* head) { 59 struct ListNode *p1, *p2; 60 int i = 1; 61 p1 = p2 = (struct ListNode*)malloc(sizeof(ListNode)); 62 cout << "Please input the 1st node, it‘s address is p1_addr = " << p1 << endl; 63 cout << "And input -1 to quit."; 64 cin >> (p1->val); 65 p1->next = NULL; 66 67 while (p1->val != -1) { 68 if (NULL == head) { 69 head = p1; 70 } 71 else 72 p2->next = p1; 73 p2 = p1; 74 p1 = (struct ListNode*)malloc(sizeof(ListNode)); 75 ++i; 76 cout << "Please input the " << i << " node," << "it‘s address is p" << i << "_addr = " << p1 <<endl; 77 cin >> (p1->val); 78 } 79 free(p1); 80 p2->next = NULL; 81 p1 = NULL; 82 cout << "End of creating ListNode." << endl; 83 return head; 84 } 85 86 int main () { 87 std::vector<int> v; 88 struct ListNode* head = NULL; 89 head = CreateListNode(head); 90 91 Solution s; 92 v = s.printListFromTailToHead2(head); 93 for (int var : v) { 94 cout << var << ‘ ‘; 95 } 96 97 //测试节点的初始化,与本题无关 98 struct ListNode myListNode(100); 99 cout << myListNode.val << endl; 100 101 }
上述程序在gcc version 6.1.0下编译通过。
在上面的程序中,实现反转的方法有两个:
1)利用stack先入后出的特性实现链表的反转
2)不借用其它container,不断的使“后一个”节点指向“前一个节点”来原地反转链表。下面来谈谈原地反转链表
2,原地反转链表
我们看函数printListFromTailToHead2()。首先,我们先定义两个指针(buf, pre),并与head共同指向链表的头节点。然后,通过head->next遍历原始链表,并同时更新buf指向已经遍历到的节点(buf = head->next),而这期间head始终指向头节点。然后,更新head—>next指向buf的下一个节点(head->next = buf->next)。接着,通过buf->next = pre, 使buf指向前一个节点,紧接着更新pre,使其指向当前节点,以便下一轮更新。
当head->next遍历完链表后,buf指向了原始链表最后一个节点,head->next的值变为了NULL。现在从buf开始遍历,即可反向遍历链表。