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程序员面试题精选100题(19)-反转链表[数据结构]  

2007-04-04 19:11:24|  分类: 链表 |  标签: |举报 |字号 订阅

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题目:输入一个链表的头结点,反转该链表,并返回反转后链表的头结点。链表结点定义如下:

struct ListNode
{
      int       m_nKey;
      ListNode* m_pNext;
};

分析:这是一道广为流传的微软面试题。由于这道题能够很好的反应出程序员思维是否严密,在微软之后已经有很多公司在面试时采用了这道题。

为了正确地反转一个链表,需要调整指针的指向。与指针操作相关代码总是容易出错的,因此最好在动手写程序之前作全面的分析。在面试的时候不急于动手而是一开始做仔细的分析和设计,将会给面试官留下很好的印象,因为在实际的软件开发中,设计的时间总是比写代码的时间长。与其很快地写出一段漏洞百出的代码,远不如用较多的时间写出一段健壮的代码。

为了将调整指针这个复杂的过程分析清楚,我们可以借助图形来直观地分析。假设下图中lmn是三个相邻的结点:

a?b??l  mànà

假设经过若干操作,我们已经把结点l之前的指针调整完毕,这些结点的m_pNext指针都指向前面一个结点。现在我们遍历到结点m。当然,我们需要把调整结点的m_pNext指针让它指向结点l。但注意一旦调整了指针的指向,链表就断开了,如下图所示:

a?b?l?m  nà

因为已经没有指针指向结点n,我们没有办法再遍历到结点n了。因此为了避免链表断开,我们需要在调整mm_pNext之前要把n保存下来。

接下来我们试着找到反转后链表的头结点。不难分析出反转后链表的头结点是原始链表的尾位结点。什么结点是尾结点?就是m_pNext为空指针的结点。

基于上述分析,我们不难写出如下代码:

///////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Reverse a list iteratively
// Input: pHead - the head of the original list
// Output: the head of the reversed head
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
ListNode* ReverseIteratively(ListNode* pHead)
{
      ListNode* pReversedHead = NULL;
      ListNode* pNode = pHead;
      ListNode* pPrev = NULL;
      while(pNode != NULL)
      {
            // get the next node, and save it at pNext
            ListNode* pNext = pNode->m_pNext;

            // if the next node is null, the currect is the end of original 
            // list, and it's the head of the reversed list
            if(pNext == NULL)
                  pReversedHead = pNode;

            // reverse the linkage between nodes
            pNode->m_pNext = pPrev;

            // move forward on the the list
            pPrev = pNode;
            pNode = pNext;
      }

      return pReversedHead;
}

扩展:本题也可以递归实现。感兴趣的读者请自己编写递归代码。

本文已经收录到《剑指Offer——名企面试官精讲典型编程题》一书中,有改动,书中的分析讲解更加详细。欢迎关注。

博主何海涛对本博客文章享有版权。网络转载请注明出处http://zhedahht.blog.163.com/。整理出版物请和作者联系。对解题思路有任何建议,欢迎在评论中告知,或者加我微博http://weibo.com/zhedahht或者http://t.163.com/zhedahht与我讨论。谢谢。

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