对于不带头结点的单链表l,设计一个递归算法逆置所有结点。编写完整的程序,并采用相应的数据进行测试。
时间: 2023-05-31 16:20:45 浏览: 250
### 回答1:
递归算法逆置单链表的思路如下:
1. 如果链表为空或只有一个结点,则直接返回该链表。
2. 否则,将链表的第一个结点取出来,递归地逆置剩余的结点,然后将第一个结点插入到逆置后链表的末尾。
下面是递归算法逆置单链表的完整程序:
```python
class ListNode:
def __init__(self, val=, next=None):
self.val = val
self.next = next
def reverseList(head: ListNode) -> ListNode:
if not head or not head.next:
return head
new_head = reverseList(head.next)
head.next.next = head
head.next = None
return new_head
```
我们可以用以下数据进行测试:
```python
# 构造链表 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5
head = ListNode(1)
node2 = ListNode(2)
node3 = ListNode(3)
node4 = ListNode(4)
node5 = ListNode(5)
head.next = node2
node2.next = node3
node3.next = node4
node4.next = node5
# 逆置链表
new_head = reverseList(head)
# 输出逆置后的链表
while new_head:
print(new_head.val, end=' ')
new_head = new_head.next
```
输出结果为:
```
5 4 3 2 1
```
### 回答2:
单链表是一种常见的数据结构,由一系列节点组成,每个节点由两部分组成:数据域和指针域,指针域指向下一个节点。逆置单链表可以改变链表的顺序,将尾部节点变成头部节点,头部节点变成尾部节点。下面我们将详细介绍如何设计一个递归算法逆置不带头节点的单链表。
递归算法逆置单链表的基本思路是:先递归地逆置链表的前n-1个节点,然后将原链表的尾节点放到逆置后链表的头部,同时将尾节点的指针指向NULL。具体步骤如下:
1. 判断链表是否为空或只有一个节点,若是则直接返回头节点。
2. 设该链表的头节点为p,链表的第二个节点为q,我们要逆置的部分是从q到链表的最后一个节点。
3. 先递归地逆置链表的前n-1个节点,即调用reverseList(p->next)。
4. 将原链表的尾节点p放到逆置后链表的头部,并将p节点的指针指向NULL,即p->next->next = p ,p->next =NULL。
5. 返回逆置后链表的头节点q。
下面是递归的完整代码实现:
```c++
#include <iostream>
using namespace std;
struct ListNode {
int val;
ListNode* next;
ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
};
class Solution {
public:
ListNode* reverseList(ListNode* head) {
if (head == NULL || head->next == NULL) {
return head;
}
ListNode* newHead = reverseList(head->next);
head->next->next = head;
head->next = NULL;
return newHead;
}
};
int main() {
ListNode* a = new ListNode(1);
ListNode* b = new ListNode(2);
ListNode* c = new ListNode(3);
a->next = b;
b->next = c;
Solution s;
ListNode* newHead = s.reverseList(a);
while (newHead != NULL) {
cout << newHead->val << " ";
newHead = newHead->next;
}
cout << endl;
return 0;
}
```
我们在main函数中创建了一个不带头节点的单链表,值分别为1、2、3。然后调用逆置函数reverseList(),将新链表的头节点newHead输出。输出结果为3、2、1,与我们预期的结果一致。
综上所述,逆置单链表是一个经常出现的算法问题,也是数据结构学习的基础。通过递归算法可以简单快捷地实现该功能,将链表逆序,进而扩展出其他更复杂的算法问题。
### 回答3:
在不带头结点的单链表中,每个结点只有一个指针域指向后继结点,为了逆置所有的结点,需要改变每个结点的指针域指向前驱结点。这里可以使用递归算法完成,具体步骤如下:
1. 递归终止条件为当前结点为空或者下一个结点为空;
2. 递归反转以当前结点的下一个结点为首的子链表,并将当前结点作为该子链表的尾结点;
3. 将该子链表的尾结点的指针域指向当前结点;
4. 将当前结点的指针域置为空。
下面是对应的代码实现:
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct node{
int data;
struct node *next;
}Node, *LinkList;
// 递归反转链表
LinkList reverse(LinkList list)
{
if(list == NULL || list->next == NULL) return list; // 终止条件
LinkList t = reverse(list->next); // 递归反转子链表
list->next->next = list; // 子链表尾指针指向当前结点
list->next = NULL; // 当前结点指针域置为空
return t;
}
int main()
{
// 创建链表
LinkList list = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
list->data = 1;
list->next = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
list->next->data = 2;
list->next->next = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
list->next->next->data = 3;
list->next->next->next = NULL;
// 输出原始链表
printf("Original list: ");
LinkList t = list;
while(t){
printf("%d ", t->data);
t = t->next;
}
printf("\n");
// 反转链表
LinkList newlist = reverse(list);
// 输出反转后的链表
printf("Reversed list: ");
t = newlist;
while(t){
printf("%d ", t->data);
t = t->next;
}
printf("\n");
return 0;
}
```
对于测试数据,可以创建一个简单的链表,如1-2-3,在反转后输出验证结果。运行结果如下:
```
Original list: 1 2 3
Reversed list: 3 2 1
```
从输出结果可以看出,原始链表已经成功逆置为3-2-1。
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