剑指offer——从尾到头打印链表节点的值

时间:2023-03-09 06:58:00
剑指offer——从尾到头打印链表节点的值

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

 #include <iostream>
#include <vector>
#include <stack>
using namespace std; //链表节点定义
struct ListNode {
int val;
struct ListNode *next;
ListNode(int x) :
val(x), next(NULL) {
}
}; //链表从尾到头输出节点值方法实现
class Solution {
public:
//方法1,通过stack 这个container来实现反转链表
vector<int> printListFromTailToHead(struct ListNode* head) {
vector<int> result;
if(head == NULL)
return result;
stack<ListNode*> reverse;
ListNode* node = head;
while(node != NULL) {
reverse.push(node);
node = node->next;
}
while(!reverse.empty()) {
node = reverse.top();
result.push_back(node->val);
reverse.pop();
}
return result;
}
//方法2,原地反转链表,不介入其它container
//不断的使“下一个节点”指向“前一个”节点
vector<int> printListFromTailToHead2(struct ListNode* head) {
vector<int> vec;
ListNode *buf = head;
ListNode *pre = buf;
if(head == NULL)
return vec;
while(head->next != NULL){
buf = head->next;
head->next = buf->next;
buf->next = pre;
pre = buf;
}
while(buf){
vec.push_back(buf->val);
buf = buf->next;
}
return vec;
}
}; struct ListNode* CreateListNode(struct ListNode* head) {
struct ListNode *p1, *p2;
int i = ;
p1 = p2 = (struct ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
cout << "Please input the 1st node, it's address is p1_addr = " << p1 << endl;
cout << "And input -1 to quit.";
cin >> (p1->val);
p1->next = NULL; while (p1->val != -) {
if (NULL == head) {
head = p1;
}
else
p2->next = p1;
p2 = p1;
p1 = (struct ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
++i;
cout << "Please input the " << i << " node," << "it's address is p" << i << "_addr = " << p1 <<endl;
cin >> (p1->val);
}
free(p1);
p2->next = NULL;
p1 = NULL;
cout << "End of creating ListNode." << endl;
return head;
} int main () {
std::vector<int> v;
struct ListNode* head = NULL;
head = CreateListNode(head); Solution s;
v = s.printListFromTailToHead2(head);
for (int var : v) {
cout << var << ' ';
} //测试节点的初始化,与本题无关
struct ListNode myListNode();
cout << myListNode.val << endl; }

  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。