单向链表的查删改功能，以及约瑟夫环，相交链表的第一个相交节点的查找等相关问题

Posted 2022-05-03

slist.h//头文件

#ifndef _SLIST_H_
#define _SLTST_H_

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<math.h>

typedef int SLTDataType; 
typedef struct SListNode 
 
    SLTDataType data;    
    struct SListNode* next;
SListNode;

void SListInit(SListNode** pphead);
void SListDestory(SListNode** pphead);

SListNode* BuySListNode(SLTDataType x);
void SListPushFront(SListNode** pphead, SLTDataType x);
void SListPopFront(SListNode** pphead);
SListNode* SListFind(SListNode* pphead, SLTDataType x); // 在pos的后面进行插入 
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDataType x); // 在pos的前面进行插入 
void SListEraseAfter(SListNode* pos); 
void SListRemove(SListNode** pphead, SLTDataType x);
void SListRemoveAll(SListNode** pphead, SLTDataType x);
void SListPrint(SListNode* pphead);

void SListReverse(SListNode **pphead);
void SListReverse2(SListNode **pphead);

SListNode* getIntersectionNode(SListNode* headA, SListNode*headB);
SListNode *detectCycle(SListNode *head);

#endif

slist.c//源文件

#include"slist.h"

void SListInit(SListNode** pphead)//初始化

    *pphead = NULL;

void SListDestory(SListNode** pphead)

    if (*pphead == NULL)
    
        return;
    
    else
    
        while ((*pphead)->next)
        
            SListEraseAfter(*pphead);
        
        free(*pphead);
        *pphead = NULL;
    


SListNode* BuySListNode(SLTDataType x)

    SListNode* res = (SListNode *)malloc(sizeof(SListNode));
    res->data = x;
    res->next = NULL;
    return res;

void SListPushFront(SListNode** pphead, SLTDataType x)

    SListNode* tmp = BuySListNode(x);
    tmp->next = *pphead;
    *pphead = tmp;

void SListPopFront(SListNode** pphead)

    if (*pphead == NULL)
    
        return;
    
    /*(*pphead)->date = (*pphead)->next;*/
    SListNode* tmp = (*pphead)->next;
    free(*pphead);
    *pphead = tmp;

SListNode* SListFind(SListNode* pphead, SLTDataType x)//找x数据 

    SListNode* tmp;
    for (tmp = pphead; tmp; tmp = tmp->next)
    
        if (tmp->data == x)
        
            return tmp;
        
        return NULL;
    

void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDataType x)//把x插到pos后面

    SListNode* tmp = BuySListNode(x);
    tmp->next = pos->next;
    pos->next = tmp;

void SListEraseAfter(SListNode* pos)//删除pos后面的数据

    SListNode* tmp = pos->next;
    if (tmp == NULL)
    
        return;
    
    pos->next = tmp->next;
    free(tmp);

void SListRemove(SListNode** pphead, SLTDataType x)//移除x

    SListNode* tmp;
    if (*pphead == NULL)
    
        return;
    
    if ((*pphead)->data==x)
    
        SListPopFront(*pphead);
    
    else
    
        for (tmp = *pphead; tmp->next; tmp = tmp->next)
        
            SListEraseAfter(pphead);
            return;
        
    

void SListRemoveAll(SListNode** pphead, SLTDataType x)

    SListNode* tmp;
    if (*pphead && (*pphead)->data == x)
    
        SListPopFront(*pphead);
    
    for (; tmp = *pphead; tmp&&tmp->next)
    
        if (tmp->next == x)
        
            SListEraseAfter(tmp);
        
        else
        
            tmp = tmp->next;
        
    

void SListPrint(SListNode* pphead)

    SListNode* cur;
    printf("pphead->");
    for (cur = pphead; cur; cur = cur->next)
    
        printf("%d->", cur->data);
    
    printf("NULL\n");

void SListReverse(SListNode **pphead)//反转链表

    SListNode *head = *pphead;   //此指针在每次循环中始终指向当前链表的头
    SListNode *tmp = head->next; //此指针在每次循环中始终指向要被后删头插的节点
    SListNode *oldh = *pphead;   //此指针在每次循环中始终指向原本的头结点，不会改变指向

    while (tmp) //如果tmp为空，则代表逆序结束，旧头的next已经是空的了，成为新链表的末尾
    
        oldh->next = tmp->next; //将tmp架空，实际是后删操作的一部分
        tmp->next = head; //让tmp变成新的头，实际是头插操作的一部分 
        head = tmp; //换头
        tmp = oldh->next; //让tmp变成下次循环中待删除的节点
    
    *pphead = head;

void SListReverse2(SListNode **pphead)//反转链表

    SListNode *pre = *pphead;   //被执行操作的前一个节点
    SListNode *cur = pre->next; //被执行操作的节点
    SListNode *next = cur;      //被执行操作的后一个节点，暂时指在cur，在循环开始的时候跳转到其后一个节点
    pre->next = NULL; //此时的头，将会是转换后的尾，这里是在设置链表尾节点
    while (next)
    
        next = next->next; //先让next变成下一个节点，之所以不放在最后，是因为会有next为空的限制
        cur->next = pre; //让原本指着后面的指到前面来（先后转）
        pre = cur; //为了下次循环而传递数据，这里是设置下次循环的上一个节点（本次执行操作的节点将会成下次循环的上一个节点）
        cur = next; //同上（本次的下一个节点将会成为下次的被执行节点）
    

    *pphead = pre; //循环跳出后cur和next都已经指向空了，pre才是新的头


//输入两个链表，找出它们的第一个公共结点
SListNode* getIntersectionNode(SListNode* headA, SListNode*headB)

    int lenA = 0;
    int lenB = 0;
    int gap, i;
    SListNode* cur = 0;
    SListNode * longerlist = headA;
    SListNode * shorterlist = headB;
    for (cur = 0; cur; cur = headA->next)
    
        lenA++;
    
    for (cur = 0; cur; cur = headB->next)
    
        lenB++;
    
    gap = abs(lenA - lenB);
    if (lenA > lenB)
    
        longerlist = headA;
        shorterlist = headB;
    
    else
    
        longerlist = headB;
        shorterlist = headA;
    
    for (i = 0; i < gap; i++)
    
        longerlist=longerlist->next;
    
    for (; longerlist&&shorterlist; longerlist = longerlist->next, shorterlist = shorterlist->next)
    
        if (longerlist == shorterlist)
        
            return longerlist;
        
    
    return NULL;


// 给定一个链表，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 NULL
SListNode *detectCycle(SListNode *head)

    SListNode * fast = head;
    SListNode * slow = head;

    while (fast && slow && fast->next)
    
        fast = fast->next->next;//遍历速度为2
        slow = slow->next;//遍历速度为1
        if (fast == slow)//判断两不同遍历速度的交点
        
            break;
        
    

    for (; fast && fast->next; fast = fast->next, head = head->next)//交点到入环的第一个节点距离等于头节点到入环的第一个节点
    
        if (fast == head)
        
            return fast;
        
    
    return NULL;

main.c//测试

#include"slist.h"
#if 0 //1，选择程序段
int main()//测试

    SListNode *phead1;
    //SListNode *phead2;
    SListNode *tmp;
    SListNode *tmp2;
    SListInit(&phead1);
    //SListInit(&phead2);
    SListPushFront(&phead1, 8);
    tmp = phead1;
    SListPushFront(&phead1, 7);
    SListPushFront(&phead1, 6);
    SListPushFront(&phead1, 5);
    SListPushFront(&phead1, 4);
    SListPushFront(&phead1, 3);
    tmp2 = phead1;
    SListPushFront(&phead1, 2);
    SListPushFront(&phead1, 1);
    tmp->next = tmp2;
    //phead2->next = phead1->next->next;
    SListNode * ret = detectCycle(phead1);
    if (ret)
    
        printf("%d\n", ret->data);
    
    else
    
        printf("NULL\n");
    
    //SListDestory(&phead1);
    //SListDestory(&phead2);
    return 0;


#else
int main()//测试

    SListNode *phead;
    SListInit(&phead);
    SListPushFront(&phead, 1);
    SListPushFront(&phead, 2);
    SListPushFront(&phead, 3);
    SListPushFront(&phead, 4);
    SListPushFront(&phead, 5);
    SListPushFront(&phead, 6);
    SListPushFront(&phead, 7);
    SListPushFront(&phead, 8);
    SListPushFront(&phead, 9);
    //SListPopFront(&phead);
    //SListPopFront(&phead);
    /*
    SListInsertAfter(SListFind(phead, 6), 9);
    SListEraseAfter(SListFind(phead, 4));
    SListRemove(&phead, 7);
    SListPrint(phead);
    */
    //SListRemoveAll(&phead, 8);
    SListReverse2(&phead);
    SListPrint(phead);
    SListDestory(&phead);
    //SListPrint(phead);
    return 0;


#endif
//int main()//约瑟夫环问题，链表解决
//
//  SListNode *phead;
//  SListNode *plast;
//  SListNode *cur;
//  int m = 11, n = 3;
//  int i;
//  SListInit(&phead);
//  SListPushFront(&phead, m);
//  plast = phead;
//  for (i = m - 1; i >= 1; i--)
//  
//      SListPushFront(&phead, i);
//  
//  plast->next = phead;
//  cur = plast;
//  for (; m > 1; m--)
//  
//      for (i = 1; i < n; i++)
//      
//          cur = cur->next;
//          printf("%d号报数字%d\n", cur->data, i);
//      
//      printf("%d号被去掉\n", cur->next->data);
//      SListEraseAfter(cur);
//  
//  printf("%d号最终获胜\n", cur->data);
//  free(cur);
//  return 0;
//