用C语言编一个程序完成以下三个要求,并解释每行代码的含义。 要求1.输入数据元素构造单链表后,将元素值为 m 和 n(如有多个相同元素值, 仅考虑首个出现的元素)的节点建立连接,将后面出现 的节点的链域连到先出现的节点,将原 n 节点的后续节点搬 迁到原单链表的头部,形成双头相交链表(如果使用带头结点的链表,搬迁过程中 额外增加一个头节点); 要求2. 用环路判断函数(输入为链表头指针)判断链表是否有环路,并使用 2 个不同 的链表头部指针进行查询。 要求3. 将环路链接取消,恢复成单链表,并根据表头指针(输入)求解链表的中间节点(输出 中间节点的值并返回指针),且不要将链表转换成数组来求解;
时间: 2024-03-17 11:40:56 浏览: 73
以下是程序代码和解释:
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct Node { //定义链表节点结构体
int data;
struct Node *next;
} Node, *List;
List createList() { //创建链表
List head = (List)malloc(sizeof(Node)); //创建头节点
head->next = NULL; //头节点的下一个节点指针初始为NULL
int val;
scanf("%d", &val); //输入数据元素
while (val != -1) { //以-1作为输入结束标志
Node *newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node)); //创建新节点
newNode->data = val; //新节点的数据域为输入的值
newNode->next = head->next; //新节点的下一个节点指针指向头节点的下一个节点
head->next = newNode; //头节点的下一个节点指针指向新节点
scanf("%d", &val);
}
return head; //返回头节点
}
void connectNodes(List head, int m, int n) { //连接节点函数
Node *mNode = NULL, *nNode = NULL;
Node *p = head->next, *pre = head; //p指向头节点的下一个节点,pre指向头节点
while (p) { //遍历链表
if (p->data == m && !mNode) { //找到第一个值为m的节点
mNode = p; //将mNode指向该节点
}
if (p->data == n && !nNode) { //找到第一个值为n的节点
nNode = p; //将nNode指向该节点
}
if (mNode && nNode) { //如果mNode和nNode都非空,说明找到了两个节点
break; //退出循环
}
pre = p; //pre指向p所指向的节点
p = p->next; //p指向下一个节点
}
if (mNode && nNode) { //如果mNode和nNode都非空,说明找到了两个节点
pre->next = nNode->next; //将nNode后续节点连接到mNode后面
nNode->next = mNode; //将nNode连接到mNode后面
Node *temp = head->next; //temp指向头节点的下一个节点
head->next = nNode->next; //头节点的下一个节点指针指向nNode后续节点
nNode->next = temp; //nNode连接到头节点的下一个节点
}
}
int hasLoop(List head, List head1, List head2) { //判断链表是否有环路函数
Node *p = head1, *q = head2; //p和q分别指向head1和head2
while (p && q && q->next) { //当p和q都非空且q的下一个节点非空时
p = p->next; //p指向下一个节点
q = q->next->next; //q指向下两个节点
if (p == q) { //如果p和q相遇,说明链表有环路
return 1; //返回1
}
}
return 0; //否则返回0
}
int getMid(List head) { //获取链表中间节点函数
Node *p = head->next, *q = head->next; //p和q都指向头节点的下一个节点
while (q && q->next) { //当q和q的下一个节点都非空时
p = p->next; //p指向下一个节点
q = q->next->next; //q指向下两个节点
}
return p->data; //返回中间节点的值
}
int main() {
List head = createList(); //创建链表
int m, n;
scanf("%d %d", &m, &n); //输入m和n的值
connectNodes(head, m, n); //连接节点
if (hasLoop(head, head, head->next)) { //判断链表是否有环路
List p = head->next, q = head->next->next; //p指向头节点的下一个节点,q指向p的下一个节点
while (p->next != q) { //当p的下一个节点不等于q时
p = p->next; //p指向下一个节点
q = q->next->next; //q指向下两个节点
}
p->next = NULL; //将链表环路链接取消
printf("%d\n", getMid(head)); //输出中间节点的值
} else {
printf("链表无环\n");
}
return 0;
}
```
解释:
1. 定义了链表节点结构体 `Node` 和链表类型 `List`,其中 `List` 是指向 `Node` 的指针类型。
2. `createList` 函数用于创建链表,它首先创建头节点,然后循环输入数据元素,每输入一个元素就创建一个新节点,并将其插入到链表的头部。
3. `connectNodes` 函数用于连接节点,它首先遍历链表找到第一个值为 `m` 和第一个值为 `n` 的节点,然后将后面出现的节点的链域连到先出现的节点,将原 `n` 节点的后续节点搬迁到原单链表的头部,形成双头相交链表。
4. `hasLoop` 函数用于判断链表是否有环路,它使用快慢指针法,分别用两个不同的链表头部指针 `head1` 和 `head2` 进行查询。如果链表有环路,则返回1,否则返回0。
5. `getMid` 函数用于获取链表中间节点,它同样使用快慢指针法,当快指针到达链表末尾时,慢指针指向的节点即为链表中间节点。
6. `main` 函数是程序的主函数,它首先调用 `createList` 函数创建链表,然后输入 `m` 和 `n` 的值,调用 `connectNodes` 函数连接节点,接着调用 `hasLoop` 函数判断链表是否有环路,如果有,则调用 `getMid` 函数获取链表中间节点的值并输出,否则输出 "链表无环"。
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