DS单链表 存储结构与操作

DS单链表是一种常见的数据结构，用于存储和操作数据。它由一系列的节点组成，每个节点包含两个部分：数据域和指针域。数据域用于存储数据，指针域用于指向下一个节点。通过指针域的连接，可以形成一个链式结构。

对于DS单链表的操作，包括以下几个常见的操作：
1. 初始化链表：创建一个空链表，将头节点的指针指向NULL。
2. 插入节点：在链表的指定位置插入一个新节点，需要修改前一个节点的指针域和新节点的指针域。
3. 删除节点：删除链表中的指定节点，需要修改前一个节点的指针域和被删除节点的指针域。
4. 查找节点：按照给定的关键字或位置查找链表中的节点。
5. 遍历链表：按照指针域的连接顺序，依次访问链表中的每个节点。

相关问题

DS单链表--存储结构与操作

DS单链表是一种线性数据结构，它由若干个节点组成，每个节点包括数据域和指针域，其中数据域用于存储数据，指针域用于指向下一个节点。DS单链表的存储结构如下：

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

其中，val表示节点存储的数据，next表示指向下一个节点的指针。

DS单链表的基本操作包括：创建、插入、删除、查找、遍历等。

1. 创建

创建DS单链表的方法有多种，例如头插法、尾插法等。其中，头插法的实现代码如下：

ListNode* createList(int arr[], int n) {
    ListNode *head = NULL;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        ListNode *node = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
        node->val = arr[i];
        node->next = head;
        head = node;
    }
    return head;
}

2. 插入

DS单链表的插入操作包括在指定位置插入节点和在末尾插入节点。其中，指定位置插入节点的实现代码如下：

void insert(ListNode *head, int val, int pos) {
    ListNode *node = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
    node->val = val;
    ListNode *p = head;
    for (int i = 1; i < pos && p != NULL; i++) {
        p = p->next;
    }
    if (p == NULL) {
        return;
    }
    node->next = p->next;
    p->next = node;
}

3. 删除

DS单链表的删除操作包括删除指定位置的节点和删除指定值的节点。其中，删除指定位置的节点的实现代码如下：

void delete(ListNode *head, int pos) {
    ListNode *p = head;
    ListNode *q = NULL;
    for (int i = 1; i < pos && p != NULL; i++) {
        q = p;
        p = p->next;
    }
    if (p == NULL) {
        return;
    }
    if (q == NULL) {
        head = head->next;
    } else {
        q->next = p->next;
    }
    free(p);
}

4. 查找

DS单链表的查找操作包括查找指定位置的节点和查找指定值的节点。其中，查找指定值的节点的实现代码如下：

ListNode* find(ListNode *head, int val) {
    ListNode *p = head;
    while (p != NULL) {
        if (p->val == val) {
            return p;
        }
        p = p->next;
    }
    return NULL;
}

5. 遍历

DS单链表的遍历操作包括正向遍历和反向遍历。其中，正向遍历的实现代码如下：

void traverse(ListNode *head) {
    ListNode *p = head;
    while (p != NULL) {
        printf("%d ", p->val);
        p = p->next;
    }
}

以上就是DS单链表的存储结构与操作的介绍。

DS单链表_合并k个升序链表

题目描述

给你一个链表数组，每个链表都已经按升序排列。

请你将所有链表合并到一个升序链表中，返回合并后的链表。

示例

输入：lists = [[1,4,5],[1,3,4],[2,6]]
输出：[1,1,2,3,4,4,5,6]
解释：链表数组如下：
[
1->4->5,
1->3->4,
2->6
]
将它们合并到一个有序链表中得到。
1->1->2->3->4->4->5->6

算法

(归并) $O(Nlogk)$

首先，我们对所有链表的头节点进行归并排序。

找到所有链表中最小的头节点，将其移动到合并链表的末尾。

重复此过程，直到所有节点都被合并为一个链表。

时间复杂度

时间复杂度为 $O(Nlogk)$，其中 $N$ 是所有链表中的节点总数，$k$ 是链表的数量。

空间复杂度

空间复杂度为 $O(1)$。

参考文献

Python 代码

class Solution:
def mergeKLists(self, lists: List[ListNode]) -> ListNode:
if not lists:
return None

n = len(lists)
while n > 1:
k = (n + 1) // 2
for i in range(n // 2):
lists[i] = self.mergeTwoLists(lists[i], lists[i + k])
n = k

return lists[0]

def mergeTwoLists(self, l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode:
if not l1 or not l2:
return l1 if l1 else l2

dummy = ListNode(0)
tail = dummy
while l1 and l2:
if l1.val < l2.val:
tail.next = l1
l1 = l1.next
else:
tail.next = l2
l2 = l2.next
tail = tail.next

tail.next = l1 if l1 else l2
return dummy.next