|
| 1 | +- 维护链表尾指针 |
| 2 | + - 问题: |
| 3 | + - head和tail分别是整数单链表的第一个和最后一个元素的全局指针。采用C语言为以下原型实现相应函数: |
| 4 | + |
| 5 | + ```cpp |
| 6 | + bool delete(Element *elem); |
| 7 | + bool insertAfter(Element *elem, int data); |
| 8 | + ``` |
| 9 | + |
| 10 | + - delete的参数是待删除的元素。insert After的两个参数给出了要插入的新元素和对应的数据。能通过调用insert After并使用 NULL 作为元素参数来插入链表的开头。这些函数应该返回一个表示成功的布尔值。 |
| 11 | + - 这些函数必须保持头尾指针一直指向最新位置。 |
| 12 | + - 提示: |
| 13 | + - 普通情况:链表的长度 ≥ 3 |
| 14 | + - 边界情况:代码需要考虑对于长度为0、1、2的链表是否能够正常工作。 |
| 15 | + |
| 16 | +参考代码: |
| 17 | +```cpp |
| 18 | +// 维护链表尾指针 |
| 19 | +#include <iostream> |
| 20 | +#include <forward_list> |
| 21 | +struct Element{ |
| 22 | + Element* next; // 指针 |
| 23 | + int data; // 数据 |
| 24 | +}; |
| 25 | + |
| 26 | +class my_list{ |
| 27 | +public: |
| 28 | + bool delete_my(Element *elem); |
| 29 | + bool insertAfter(Element *elem, int data); |
| 30 | + bool delete_my_new(Element *elem); |
| 31 | + Element* GetHead(); |
| 32 | + Element* GetTail(); |
| 33 | +private: |
| 34 | + Element* head = nullptr; |
| 35 | + Element* tail = nullptr; |
| 36 | + Element* GetBeforeEndElement(); |
| 37 | +}; |
| 38 | + |
| 39 | +Element* my_list::GetHead(){ |
| 40 | + return this->head; |
| 41 | +} |
| 42 | + |
| 43 | +Element* my_list::GetTail(){ |
| 44 | + return this->tail; |
| 45 | +} |
| 46 | + |
| 47 | +Element* my_list::GetBeforeEndElement(){ |
| 48 | + if(this->head == nullptr || this->head == this->tail){ |
| 49 | + return nullptr; |
| 50 | + } |
| 51 | + |
| 52 | + Element* p = this->head; |
| 53 | + while(p->next != this->tail){ |
| 54 | + p = p->next; |
| 55 | + } |
| 56 | + return p; |
| 57 | +} |
| 58 | + |
| 59 | +// 书中的实现方式: |
| 60 | +// curPos 是一个用于迭代的指针,表示当前遍历到的节点,初始值为 nullptr。 |
| 61 | +// ppNext 是一个指向 curPos 的指针的指针,表示当前节点的"next"指针的地址。它用于更新节点之间的连接。 |
| 62 | +// 在循环中,首先检查是否找到了要删除的节点。如果找到了,就将 *ppNext 指向该节点的下一个节点,然后检查该节点是否是尾节点(即没有下一个节点),如果是,更新 tail 指针。 |
| 63 | +// 如果当前位置 curPos 不为空,则将 ppNext 更新为 curPos 的"next"指针的地址,以便在下次迭代时能够更新当前节点的"next"指针。 |
| 64 | +// 如果 curPos 为空,循环退出。 |
| 65 | +// 最后,如果没有找到要删除的节点,返回 false。 |
| 66 | +bool my_list::delete_my_new(Element* elem){ |
| 67 | + if(!elem){ |
| 68 | + return false; |
| 69 | + } |
| 70 | + |
| 71 | + Element *curPos = nullptr, **ppNext = &this->head; |
| 72 | + while(true){ |
| 73 | + if(*ppNext == elem){ |
| 74 | + *ppNext = elem->next; |
| 75 | + if(!(elem->next)){ |
| 76 | + this->tail = curPos; |
| 77 | + delete(elem); |
| 78 | + return true; |
| 79 | + } |
| 80 | + } |
| 81 | + if(!(curPos = *ppNext)){ |
| 82 | + break; |
| 83 | + } |
| 84 | + ppNext = &(curPos->next); |
| 85 | + } |
| 86 | + return false; |
| 87 | +} |
| 88 | + |
| 89 | +bool my_list::delete_my(Element *elem){ |
| 90 | + if(elem == nullptr || this->head == nullptr || this->tail == nullptr){ |
| 91 | + return false; |
| 92 | + } |
| 93 | + |
| 94 | + if(elem == this->head){ |
| 95 | + this->head = this->head->next; |
| 96 | + if(this->head->next == nullptr){ |
| 97 | + this->tail = nullptr; |
| 98 | + } |
| 99 | + delete elem; |
| 100 | + return true; |
| 101 | + } |
| 102 | + |
| 103 | + if(elem == this->tail){ |
| 104 | + Element* beforeEnd = this->GetBeforeEndElement(); |
| 105 | + if(beforeEnd != nullptr){ |
| 106 | + beforeEnd->next = nullptr; |
| 107 | + this->tail = beforeEnd; |
| 108 | + delete elem; |
| 109 | + return true; |
| 110 | + } |
| 111 | + } |
| 112 | + |
| 113 | + Element* p = this->head; |
| 114 | + while(p != nullptr && p->next != elem){ |
| 115 | + p = p->next; |
| 116 | + } |
| 117 | + |
| 118 | + if(p){ |
| 119 | + p->next = elem->next; |
| 120 | + delete(elem); |
| 121 | + return true; |
| 122 | + } |
| 123 | + return false; |
| 124 | +}; |
| 125 | + |
| 126 | +bool my_list::insertAfter(Element *elem, int data){ |
| 127 | + if(elem == NULL){ |
| 128 | + Element* e = new Element; |
| 129 | + e->data = data; |
| 130 | + e->next = this->head; |
| 131 | + if(this->head == NULL){ |
| 132 | + this->head = e; |
| 133 | + this->tail = e; |
| 134 | + return true; |
| 135 | + } |
| 136 | + } |
| 137 | + return false; |
| 138 | +} |
| 139 | + |
| 140 | +int main(){ |
| 141 | + my_list myList; |
| 142 | + |
| 143 | + Element* e1 = new Element; |
| 144 | + e1->data = 10; |
| 145 | + e1->next = nullptr; |
| 146 | + |
| 147 | + Element* e2 = new Element; |
| 148 | + e2->data = 20; |
| 149 | + e2->next = nullptr; |
| 150 | + |
| 151 | + myList.insertAfter(nullptr, 5); |
| 152 | + myList.insertAfter(nullptr, 1); |
| 153 | + |
| 154 | + // 删除第一个节点 |
| 155 | + if (myList.delete_my(myList.GetHead())) { |
| 156 | + std::cout << "Deleted first element." << std::endl; |
| 157 | + } else { |
| 158 | + std::cout << "Failed to delete element." << std::endl; |
| 159 | + } |
| 160 | + |
| 161 | + // 删除最后一个节点 |
| 162 | + if (myList.delete_my(myList.GetTail())) { |
| 163 | + std::cout << "Deleted last element." << std::endl; |
| 164 | + } else { |
| 165 | + std::cout << "Failed to delete element." << std::endl; |
| 166 | + } |
| 167 | + |
| 168 | + return 0; |
| 169 | +} |
| 170 | +``` |
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