c++循环链表的递归基本情况

Posted 2023-02-19

【中文标题】c++循环链表的递归基本情况

【英文标题】：Recursive base case for c++ circular linked list

【发布时间】：2018-10-24 18:03:06

【问题描述】：

这都是假设，

我有一个这样的结构：

struct node

    int     data;
    node*   next;
;

和一个只有一个头指针的循环链表，我将如何为一个计算循环链表节点的递归函数设置一个基本情况？我什至不知道从哪里开始，因为我集思广益，很快意识到行不通，因为列表中的最后一个节点直接指向头部而不是 NULL。

示例函数：

int count(node *head)

   int listCount = 0;

   if(base case)
   
     then return 0;
   
   else
   
     calculate listCount
     count(head->next);
   

   return listCount

【问题讨论】：

您能否包含实际的 C++ 代码，而不仅仅是一些无法编译的虚拟代码？链表是一种极其常见的数据结构，所以如果您不熟悉它们是什么，那么在一些open courseware 中进行入门是个好主意。

我正在处理一个构建循环链表并使用固定“头”指针的目标文件，我想在单独的 cpp 文件中实现此循环链接的递归函数列表。我无法发布代码，因为我什至不知道从哪里开始递归函数的基本情况。我接受的每个选项都会导致无限递归调用。

所以我真正难过的是，我如何在递归函数中达到一个基本情况，该函数涉及一个只有一个头指针的循环链表（最后一个节点指向头） .

count 是节点的成员吗？如果 node 是您的函数知道的唯一状态，则根据定义，这对于循环列表是不可能的。

对不起，这是一个本地 int 变量，让我编辑帖子以反映这一点。

【参考方案1】：

你可以把循环链表变成线性链表

int wrapper_function(node*head)

    node*current = head;
    head  = head -> next;
    current -> next = NULL;
    count(head);
    current -> next = head;
    head = current;
    return 0;



int count(node *head)

   int count = 0;

   if(!head)
   
   then return 0;
   
   else
  
   calculate count
   count(head->next);
  

   return;

【讨论】：

嗯，我从来没想过，这是唯一可行的方法吗？

对不起，我的意思是限制只有一个函数参数“node *head”并且不使用迭代方法。

好办法，即使你的循环链表不允许修改，你也可以将链表连接回循环形式:))

我想我会试试你发布的方法，非常感谢！

哈哈，这是为我的实验室准备的，我不确定我们是否能打破这个圈子，但我会这样做，并希望一切顺利！这就是我喜欢 CS 的原因，希望有一天我也能帮助其他人。

【参考方案2】：

为了确保您将在链表中找到某种起点（可能是您的第一个指针左右），例如，我们将其称为“根”，这样该类将如下所示：

class circle_list 
    node *root;

    ...

    public:
    int count(node *head);
;

现在你可以从这个节点迭代一个基本情况，如果你和根节点在同一个指针上，你返回 0。它会在第一次迭代中返回，所以你可以通过这个问题几种方法，例如，您可以将 head（默认参数）作为“nullptr”发送并检查“head == nullptr”是否在基本情况之后将 head 设置为 root：

int count(node *head = nullptr) 
    if (head == root) 
        return 0;
    

    if (head == nullptr) 
        head = root;
    

    return 1 + count(head->next);

这里有很多可能性，当然这只是可能的想法之一。

【参考方案3】：

好吧，我们必须区分：

空列表，head 为 nullptr 我们位居榜首 我们在列表中间 我们位于列表的末尾，即。 e.我们再次到达头部

为了能够区分，您需要跟踪头部！在给定的情况下，通过简单的迭代来完成任务会更容易，所以让我们开始吧：

unsigned int count(node* head)

    if(head == nullptr)
        return 0;
    unsigned int n = 1;
    node* current = head->next; // start at next element!
    while(current != head)      // only way to detect end!
    
       ++n;
       current = current->next;
    
    return n;

现在，如果您坚持使用递归函数：由于我们需要跟踪头部，我们需要两个指针。没办法。但是我们可以提供一个单独的入口函数，只接受头部，然后将两个指针传递给实际的递归函数：

unsigned int count(node* head)

    if(head == nullptr)
        return 0;
    return count(head, head->next);

unsigned count(node* head, node* current)

    if(current == head) // our end condition!
        return 1;
    return 1 + count(head, current->next);

【参考方案4】：

假设你有一些指向 head 的固定指针，iterator 指向 head：

count(node *head, node *iterator, int *numOfElem)
      

   if(head==iterator)
      return;
   else
      
        (*numOfElem)++;
        count(head, iterator->next, numOfElem);
     

【讨论】：

我忘了说我唯一可以使用的函数参数是“node *head”。

在 C++ 中，您需要将 reference 而非指针传递给可变参数。这不是必需的，因为您始终可以使用return 1 + count(head, iterator->next) 并具有常规返回类型。