数据结构————链表及其简单应用2

链表及其简单应用2

1.前言

在我的上一篇博客中，介绍和链表是什么和链表的基本操作，即创建输出，增删改查。这些是链表应用的基础，几乎所有链表的应用都是在这些的基础上进行的延伸和融合。所以对于链表的基本操作一定要做到熟练掌握。

在我的上篇博客中还写了一些关于链表的应用。

升序合并

基于链表的冒泡和插入排序

删除a链中于b链重复的节点

n个小孩报数问题

简单的学生管理系统

在上篇博客写完后，又学习了一些关于链表的应用，所以写这片博客跟大家分享一下

链表的逆置

两个升序合并为降序

两个长度不同的链表交叉合并

简易通讯录

约瑟夫环问题

2.链表的逆置

1. 方法一

思路：

灵活运用头插法进行逆置，初始为一个头节点，找一个临时指针存下一个节点地址，将下一个节点以头插法的形式插入（插入前备份指针域）。

核心代码

//插入节点的指针域（下一个节点的地址）备份
pTemp1=pTemp2;
pTemp2=pTemp1->next;

//头插
pTemp1->next=pHead->next;
pHead->next=pTemp1;

完整代码

void contrary(struct node *pHead)
{
struct node *pTemp1=pHead->next,*pTemp2=pHead->next;
pHead->next=NULL;
while(pTemp2)
{
pTemp1=pTemp2;
pTemp2=pTemp1->next;

pTemp1->next=pHead->next;
pHead->next=pTemp1;
}
}

完整代码地址（包含创建和输出）

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2. 方法二

思路：

从第一个节点开始，改变每个节点的指针域指向，直到最后一个节点，是否原来不存数据的头节点，新申请一个头节点

核心代码

pi_q=pi;//移动
pi=pi_h;
pi_h=pi->next;

//改变指向
pi->next=pi_q;

pi——当前要改变的节点
pi_q——当前要改变的节点前节点
pi_h——当前要改变的节点后节点

完整代码

struct lianbiao *Nizhi(struct lianbiao *pHead)
{
struct lianbiao *pi=pHead,*pi_q,*pi_h=pHead->next,*p;
while(pi_h)
{
pi_q=pi;//移动
pi=pi_h;
pi_h=pi->next;

pi->next=pi_q;
}
free(pHead);
pHead->next->next=NULL;//原来头部指针清0
p=(struct lianbiao *)malloc(sizeof(struct lianbiao));
p->next=pi;
return p;
}

完整代码地址（包含创建和输出）

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2. 两个升序链表合并为降序

1. 方法一

将俩个升序链表合并升序链表，再调用上面的(逆置)函数进行逆置

代码地址

2.方法二

思路

类似于两个升序链表合成一个升序链表，使用3个指针，a,b.a指向La链表链表当前节点，b指向Lb链表的当前节点，比较a，b所指的节点数据域大小，将小的以头插的方式插到La头节点后（插入前备份），然后小的后移。

核心代码

//备份和移动
La_t=La->next;
La->next=pHead_a->next;
//头插
pHead_a->next=La;
La=La_t;

完整代码

void merge(struct node *pHead_a,struct node *pHead_b)
{
struct node *La,*Lb,*Lc,*La_t,*Lb_t;
La=pHead_a->next;
Lb=pHead_b->next;

pHead_a->next=NULL;
while(La&&Lb)
{
if((La->date)<(Lb->date))
{
La_t=La->next;
La->next=pHead_a->next;
pHead_a->next=La;
La=La_t;

}
else
{
Lb_t=Lb-><
f3e2
span class="hljs-keyword">next;
Lb->next=pHead_a->next;
pHead_a->next=Lb;
Lb=Lb_t;
}
}

while(La)//假如b链表遍历完，a链表未遍历完，将a链表剩下的节点进行头插
{
La_t=La->next;
La->next=pHead_a->next;
pHead_a->next=La;
La=La_t;
}
while(Lb)
{
Lb_t=Lb->next;
Lb->next=pHead_a->next;
pHead_a->next=Lb;
Lb=Lb_t;
}

}

完整代码地址（包含创建和输出）

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3.交叉合并

题意要求

将两个长度不一样的链表进行交叉合并（即a1，b1，a2，b2），并以长度短的为开头。当短的排完后，剩下的节点全部为长链表

思路

使用Lx，Ly，Lz三个指针，Lx指向短链表，Ly指向长链表，Lz指向已排好序的链表尾部，使用指针通过Lz，Lx，Ly将它们交叉串起来

核心代码

Lz->next=Lx; //连接lz和短链表的当前节点
Lx_h=Lx->next;//备份Lx的指针域

Lx->next=Ly;//连接Lx当前节点和Ly当前节点

Lz=Ly;//移动lz，使lz成为当前已排好节点的尾部
Lx=Lx_h;//移动lx，使lx成为短链表未排好序的第一个
Ly=Ly->next;//移动ly，使ly成为长链表未排好序的第一个

完整代码

void merge(struct node *pHead_x,struct node *pHead_y)
{
struct node *Lx,*Lx_h,*Ly,*Lz;
Lx=pHead_x->next;
Ly=pHead_y->next;
Lz=pHead_x;
while(Lx)
{
Lz->next=Lx;
Lx_h=Lx->next;

Lx->next=Ly;
Lz=Ly;

Lx=Lx_h;
Ly=Ly->next;

}
Lz->next=Ly;
}

完整代码地址（包含创建和输出）

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4.简单通讯录

题意：

通信录应该包括联系人姓名，电话，类别

实现通讯录的信息的增删改查

拓展：输出按人名的字典顺序输出

思路

这道题是链表的使用链表的基本操作，创建，遍历，增删改查，排序的糅合

完整代码地址

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5.约瑟夫环

1. 基本款

题意：

n个人按顺时针方向围坐在一张圆桌周围，每个人手中持有一张密码。 一开始任选将第一个人的密码牌作为报数上限m，从第一个人开始从1报数，直到报到m为止，报道m的人出队，将他的密码作为新的m，继续报数，重复直到只剩一个人的时候停止。要求密码随机

思路：

创建一个循环链表（和单链表相比，头节点存数据，尾节点指针域存头指针）。每个节点的数据域由两部分构成，序号和密码，密码由随机函数rand()产生随机数，序号由建立时依次填入。

进行循环，先使用指针找到报到m的节点(人)，再对这个节点进行删除操作（不释放空间）。然后将这个节点的密码赋给m，输出本次出队结果。然后再进行循环。

循环的停止，当指针的和他的指针域相同时，出循环。此时剩下的节点为最后一个人。

核心代码

while(pi!=pi->next)
{
for(i=0;i<M-1;i++)//寻找本次需要删除的节点
{
pi_q=pi;
pi=pi->next;
}
M=pi->num;//换密码
pi_q->next=pi->next;//出队
pi=pi->next;//移动`
}

完整代码

struct node *f1(struct node *pHead,int iCound)
{
struct node *pi=pHead,*pi_q=pHead->next;
int i,M,a[Long]={0},j;
while(pi_q->next!=pi)
pi_q=pi_q->next;
M=pi->num;
while(pi!=pi->next)
{
for(i=0;i<M-1;i++)//寻找本次需要删除的节点
{
pi_q=pi;
pi=pi->next;
}
printf("本次密码为%d ",M);//输出查看
printf("本次序号为%d出队\n",pi->NO);
a[pi->NO]++;//表示出队
printf("已出队：");
for(j=0;j<Long;j++)
if(a[j]!=0)
printf("%-5d",j);
printf("\n还在队中：");
for(j=0;j<iCound;j++)
if(a[j]==0)
printf("%-5d",j);
printf("\n\n");

M=pi->num;//换密码
pi_q->next=pi->next;//删除
pi=pi->next;
}
printf("最后在队中的为%d\n",pi->NO);
}

完整代码地址

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2. 扩展1：

拓展内容：

不从1号开始报数，第一个报数的人随机选择

思路：

大致同第一个一样，不过再进循环前找到随机开始的第一个报数人

新增代码

M=rand()%(iCound-1)+1;
printf("从%d个人开始报数\n",M);
for(i=0;i<M-1;i++)//寻找第一个人
{
pi_q=pi;
pi=pi->next;
}
M=pi->num;

完整代码

void f1_1()
{
int j;
printf("已出队：");
for(j=0;j<Long;j++)
if(a[j]!=0)
printf("%-5d",j);
printf("\n还在队中：");
for(j=1;j<iCound+1;j++)
if(a[j]==0)
printf("%-5d",j);
printf("\n\n");
}
struct node *f1(struct node *pHead,int iCound)
{
struct node *pi=pHead,*pi_q=pHead->next;
int i,M;
while(pi_q->next!=pi)
pi_q=pi_q->next;
M=rand()%(iCound-1)+1;
printf("从%d个人开始报数\n",M);
for(i=0;i<M-1;i++)//寻找第一个人
{
pi_q=pi;
pi=pi->next;
}
M=pi->num;
while(pi!=pi->next)
{
for(i=0;i<M-1;i++)//寻找本次需要删除的节点
{
pi_q=pi;
pi=pi->next;
}
printf("本次密码为%d ",M);//输出查看
printf("本次序号为%d出队\n",pi->NO);
a[pi->NO]++;
f1_1();

M=pi->num;//换密码
pi_q->next=pi->next;//删除
pi=pi->next;
}
printf("最后在队中的为%d\n",pi->NO);
}

完整代码地址

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3. 拓展2

拓展内容：

某个人出队时，再次开始报数，随机从左或从右随机开始报数

思路

创建一个双向循环链表，与单表相比，指针域分为两部分，左指针和右指针（llink和rlink)，左指针指向前一个节点，右指针指向后一个节点，头节点的左指针域存尾节点的地址。尾节点右指针存头节点地址。

同二相似，随机选择第一个开始报数的人。选择后进入循环

使用rand（）函数，若值为0，使用左指针开始向前循环，若值为1，使用右指针开始向后遍历循环

同一相似，开始遍历链表到m时，使这个节点出队。

m重新赋值，再次进行选择方向

当节点的左右指针域都存着自己节点的地址时，停止循环。此时，剩下的节点为最后一个人。

核心代码

for(i=0;i<M-1;i++)//寻找本次需要删除的节点
{
if(order)
{
pi_q=pi;
pi=pi->rlink;
pi_h=pi->rlink;
}
else
{
pi_h=pi;
pi=pi->llink;
pi_q=pi->llink;
}
}
if(M==1)//密码为1时进行的处理
{
if(order)
pi_h=pi->rlink;
else
pi_q=pi->llink;

}

pi_q->rlink=pi->rlink;//删除
pi_h->llink=pi->llink;

order=rand()%2; 方向选择
if(order)
i=pi->rlink;
else
pi=pi->llink;

完整代码

void f1_1()
{
int j;
printf("已出队：");
for(j=0;j<Long;j++)
if(a[j]!=0)
printf("%-5d",j);
printf("\n还在队中：");
for(j=1;j<iCound+1;j++)
if(a[j]==0)
printf("%-5d",j);
printf("\n\n");
}
struct node *f1(struct node *pHead,int iCound)
{
struct node *pi=pHead,*pi_q=pHead->llink,*pi_h=pHead->rlink;
int i,M;
int order;

M=rand()%(iCound-1)+1;
printf("从%d个人开始报数\n",M);

for(i=0;i<M-1;i++)//寻找第一个人
{
pi_q=pi;
pi=pi->rlink;
pi_h=pi->rlink;
}
M=pi->num;
order=rand()%2;
while(pi->llink!=pi&&pi->rlink!=pi)
{

if(order)
printf("本次向右转  ");
else
printf("本次向左转  ");
printf("本次密码为%d ",M);
for(i=0;i<M-1;i++)//寻找本次需要删除的节点
{
if(order)
{
pi_q=pi;
pi=pi->rlink;
pi_h=pi->rlink;
}
else
{
pi_h=pi;
pi=pi->llink;
pi_q=pi->llink;
}
}
if(M==1)
{
if(order)
pi_h=pi->rlink;
else
pi_q=pi->llink;

}
printf("本次序号为%d出队\n",pi->NO);//输出查看
a[pi->NO]++;
f1_1();

M=pi->num;//换密码
pi_q->rlink=pi->rlink;//删除
pi_h->llink=pi->llink;
//free(pi);
order=rand()%2;
if(order)
pi=pi->rlink;
else
pi=pi->llink;

}
printf("最后在队中的为%d\n",pi->NO);
}

完整代码地址

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