设线性表L=(a, a ,... a.,a)采用带头结点的单链表保存,没计并实现一个空间复杂度为0(1)且时间上尽可能高效的算法,重新排列L中的各结点得到线性表L'=(a, 0,, a, a,, a, 0.2..).用c语言编写
时间: 2024-10-13 11:03:52 浏览: 41
利用带头结点的单链表实现两个集合的并、交、差运算.docx
在C语言中,由于头指针的存在,我们可以利用单链表的特点以及一些巧妙的数据结构设计来实现这个题目所描述的高效算法。这里我们假设`ListNode`是一个包含`data`和`next`指针的链表节点结构。
首先,我们需要创建一个辅助函数来找到链表中间位置的节点,也就是链表长度的一半。这一步可以使用快慢指针的方法,当两个指针速度分别为1和2时,快指针会在到达尾部前先达到链表一半的位置。以下是这部分的伪代码:
```c
ListNode* findMiddle(ListNode* head) {
ListNode *slow = head;
ListNode *fast = head;
while (fast && fast->next) {
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
}
return slow; // 返回链表中间的节点
}
```
然后,我们可以创建一个新的头节点`newHead`,并在找到中间节点后,将中间节点的下一个节点连接到新头节点,形成新的链表。同时,更新中间节点的`next`指向前一个元素(即原链表的最后一个元素)。最后,将原链表的第一个元素移动到新链表的最后一个。以下是完整的C语言实现:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct ListNode {
int data;
struct ListNode* next;
} ListNode;
void rearrangeList(ListNode** head) {
if (*head == NULL || (*head)->next == NULL) {
return;
}
ListNode* middle = findMiddle(*head);
ListNode* nextToMiddle = middle->next;
// 更新中间节点的 next 指向第一个元素
middle->next = *head;
// 将中间节点之后的链表反转
ListNode* prev = NULL;
ListNode* curr = nextToMiddle;
while (curr != NULL) {
ListNode* temp = curr->next;
curr->next = prev;
prev = curr;
curr = temp;
}
nextToMiddle->next = NULL;
// 将原链表第一个元素移到新链表尾部
*head = prev;
}
// 辅助函数,找到链表中间节点
ListNode* findMiddle(ListNode* head) {
// ... 使用快慢指针实现 ...
}
// 示例
int main() {
// 初始化链表
// ...
// 调用rearrangeList
rearrangeList(&head);
// 遍历并打印结果
ListNode* node = *head;
while (node != NULL) {
printf("%d ", node->data);
node = node->next;
}
printf("\n");
return 0;
}
```
注意:这个解决方案的时间复杂度大约是O(n),其中n是链表的长度,因为它需要遍历整个链表两次。空间复杂度是O(1),因为我们只使用了几个额外的指针,并未增加额外的存储空间。
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