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链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。链表由一系列结点（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。 相比于线性表顺序结构，操作复杂。由于不必须按顺序存储，链表在插入的时候可以达到O(1)的复杂度，比另一种线性表顺序表快得多，但是查找一个节点或者访问特定编号的节点则需要O(n)的时间，而线性表和顺序表相应的时间复杂度分别是O(logn)和O(1)。如下图：
下面处理的全部是单链表
单链表的基本结构：
1 typedef struct node { 2 char *data; 3 struct node *next; 4 } node_t;
设定一个打印链表的函数:
1 void list_display(node_t *head) 2 { 3 for (; head; head = head->next) 4 printf("%s ", head->data); 5 printf("\n"); 6 }
1.计算一个链表的长度（复杂度O(n)）
算法：定义一个p指针指向头结点，步长为1，遍历链表。
1 int list_len(node_t *head) 2 { 3 int i; 4 for (i = 0; head; head = head->next, i++); 5 return i; 6 }
2.反转链表（复杂度O(n)）
算法：t遍历链表, q记录t的上一个结点, p是一个临时变量用来缓存t的值。
1 void reverse(node_t *head) 2 { 3 node_t *p = 0, *q = 0, *t = 0; 4 for (t = head; t; p = t, t = t->next, p->next = q, q = p); 5 }
3.查找倒数第k个元素（尾结点记为倒数第0个）（复杂度O(n)）
算法：2个指针p, q初始化指向头结点.p先跑到k结点处, 然后q再开始跑, 当p跑到最后跑到尾巴时, q正好到达倒数第k个。
1 node_t *_kth(node_t *head, int k) 2 { 3 int i = 0; 4 node_t *p = head, *q = head; 5 for (; p && i < k; p = p->next, i++); 6 if (i < k) return 0; 7 for (; p->next; p = p->next, q = q->next); 8 return q; 9 }
4.查找中间结点（复杂度O(n)）
算法：设两个初始化指向头结点的指针p, q.p每次前进两个结点, q每次前进一个结点, 这样当p到达链表尾巴的时候, q到达了中间。
1 node_t *middle(node_t *head) 2 { 3 node_t *p, *q; 4 for (p = q = head; p->next; p = p->next, q = q->next){ 5 p = p->next; 6 if (!(p->next)) break; 7 } 8 return q; 9 }
5.逆序打印链表（复杂度O(n)）
算法：使用递归（即让系统使用栈）。
1 void r_display(node_t *t) 2 { 3 if (t){ 4 r_display(t->next); 5 printf("%s", t->data); 6 } 7 }
6.判断一个链表是否有环（复杂度O(n)）
算法：设两个指针p, q, 初始化指向头.p以步长2的速度向前跑, q的步长是1.这样, 如果链表不存在环, p和q肯定不会相遇.如果存在环, p和q一定会相遇。
1 int any_ring(node_t *head) 2 { 3 node_t *p, *q; 4 for (p = q = head;p; p = p->next, q = q->next){ 5 p = p->next; 6 if (!p) break; 7 if (p == q) return 1; //yes 8 } 9 return 0; //fail find 10 }
7.找出链表中环的入口结点（复杂度O(n)）
算法：初始化三个指针p，q，r全部指向head，然后p以2的步长行进，q以1的步长行进。当p和q相遇的时候，发出r指针以1的步长行进，当p和r相遇的结点就是环的入口结点。
1 node_t *find_entry(node_t *head) 2 { 3 node_t *p, *q, *r; 4 5 for (p = q = head; p; p = p->next, q = q->next){ 6 p = p->next; 7 if (!p) break; 8 if (p == q) break; 9 } 10 11 if (!p) return 0; //no ring in list 12 13 for (r = head, q = q->next; q != r; r = r->next, q = q->next); 14 15 return r; 16 }
解析：
使用俩指针p和q, p扫描的步长为1, q扫描的步长为2.它们的相遇点为图中meet处(在环上).
假设头指针head到入口点entry之间的距离是K.则当q入环的时候, p已经领先了q为: d = K%n(n为环的周长).
我们设meet处相对entry的距离(沿行进方向)为x, 则有
(n-d)+x = 2x (p行进的路程是q的两倍)
解得x = n-d
那么当p和q在meet处相遇的时候, 从head处再发出一个步长为1的指针r, 可以知道, r和q会在entry处相遇!
8.判断两个链表是否相交（复杂度O(m+n)）
算法：两个指针遍历这两个链表,如果他们的尾结点相同,则必定相交。
1 int is_intersect(node_t *a, node_t *b) 2 { 3 if (!a || !b) return -1; //a or b is NULL 4 for (; a->next; a = a->next); 5 for (; b->next; b = b->next); 6 return a == b?1:0; //return 1 for yes, 0 for no 7 }
9.找两个相交的链表的交点
算法：p，q分别遍历链表a，b，假设q先到达NULL，此时从a的头结点发出一个指针t，当p到达NULL时，从b的头结点发出s，当s==t的时候即相交。
1 node_t *intersect_point(node_t *a, node_t *b) 2 { 3 node_t *p, *q, *k, *t, *s; 4 for (p = a, q = b; p && q; p = p->next, q = q->next); 5 6 k = (p == 0)?q:p; //k record the pointer not NULL 7 t = (p == 0)?b:a; //if p arrive at tail first, t = b ; else p = a 8 s = (p == 0)?a:b; 9 for (; k; k = k->next, t = t->next); 10 for (; t != s; t = t->next, s = s->next); 11 return t; 12 }
10.删除结点d（不给头结点）
算法：把下一个结点e的数据拷贝到d结点的数据区，然后删除e。（缺陷：不能删除尾结点）
1 node_t *delete(node_t *d) 2 { 3 node_t *e = d->next; 4 d->data = e->data; 5 d->next = e->next; 6 }
11.两个链表右对齐打印。
算法：p和q两个指针分别遍历链表a和b，假如q先到达NULL（即a比b长），此时由a头结点发出指针t，打印完整的链表a。同时p继续移动到NULL，并且打印空格。同时还从b头结点发出指针s打印完整的链表b。
1 void foo(node_t *a, node_t *b) 2 { 3 node_t *p, *q, *k, *t, *s; 4 for (p = a, q = b; p && q; p = p->next, q = q->next); 5 6 k = p?p:q; 7 t = p?a:b; 8 s = p?b:a; 9 10 for (; t; printf("%d ", t->data), t = t->next); 11 printf("\n"); 12 for (; k; printf(" "), k = k->next); 13 for (; s; printf("%d ", s->data), s = s->next); 14 }
转自：https://github.com/hit9/oldblog/blob/gh-pages/blog-src/blog/C/posts/25.mkd
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原文地址：http://www.cnblogs.com/shixiong-luo/p/linked-list.html
