链接列表中元素的成对交换(通过更改指针）

Pairwise swapping of elements in a linked list (by changing pointers)

本文关键字：指针 交换 列表 元素 链接      更新时间：2023-10-16

问题语句如下：

给定一个单链接列表，写一个函数以成对交换元素。例如，如果链接列表为1-> 2-> 3-> 3-> 4-> 5-> 6-> 7，则该功能应将其更改为2-> 1-> 1-> 4-> 3-> 3-> 6-> 5 -> 7，如果链接列表为1-> 2-> 3-> 3-> 4-> 5-> 6，则该功能应将其更改为2-> 1-> 1-> 4-> 3-> 3-> 6-> 5 <</p>

这是我的解决方案：

void swapPairs(Node* head) {
    if (!head->next || !head)return head;
    Node* current = head->next;
    Node*prev = head;
    while (true) {
        Node* next = current->next;
        current->next = prev;
        if (!next || !next->next) {
            prev->next = next;
            break;
        }
        prev->next = next->next;
        prev = next;
        current = prev->next;   
    }
}

解决方案的问题是，当它到达函数的末尾时，由于当前和上一个已移动了函数，因此头部不再指向列表的开始。我已经在网上看到了其他解决方案，这些解决方案与我在这里做的事情相同，但是也许由于它们是在C而不是C 实现的，因此它们的代码有些方面可以使头保持指向开始列表。

我意识到这可能是一个非常简单的问题，但是我目前没有看到该解决方案。在整个算法中维护列表开始的最佳方法是什么？

一旦您经历了轻微的范式，手头的任务将变得更加简单。一开始这似乎更复杂，但是在考虑一下之后，它的简单性应该很明显。

简单地说：与其携带一个指针 - 到每对列表元素的第一个 - 当您浏览列表时，请携带指向指针指向每对列表元素的第一个指针。从表面上看，这听起来很复杂。但是，一旦尘埃落定，这将大大简化手头的任务。

您必须单独存储头部指针，然后将其传递给swapPairs()：

Node *head;
// The list gets populated here, then ...
swapPairs(head);

这就是您现在正在做的事情。但是不要这样做，而是将指针传递给头节点：

swapPairs(&head);
// ...
void swapPairs(Node **ptr)
{
    while ( (*ptr) && (*ptr)->next)
    {
          // swap the next two elements in the list
          // ...
          // Now, advance by two elements, after swapping them.
          ptr= &(*ptr)->next->next;
    }
}

while循环的主体将交换列表中的下两个元素，让我们暂时跳过该部分，然后专注于通过此链接列表迭代的逻辑，这是一对元素时间。这里发生了什么？

好吧，您正在尝试浏览列表，一次是两个元素。

请记住，ptr不再是指向该对的第一个元素的指针。这是指向两人的第一个元素的指针恰好活着的指针。因此，最初的ptr指向您的原始head指针。

一旦理解，下一个心理飞跃就是要了解您要循环遍及迭代，只要列表中剩下两个元素：

    while ( (*ptr) && (*ptr)->next)

*ptr是列表的下一个元素，该对的第一个元素，（*ptr） ->接下来是对第二个中第二个的指针。由于我们的迭代方式，可以通过合同从不成为NULL来证明ptr。因此，如果*ptr为null，则到达列表的末尾。但是，如果*ptr不是零，则至少剩下一个元素，（*ptr） ->接下来是"下一个第二个元素"。如果(*ptr)->next为null，则原始列表中有奇数元素，因此在最后一次迭代中，您最终以*ptr指向奇数鸭。在这种情况下，您也不需要进一步走。

最后：

ptr= &(*ptr)->next->next;

这只是通过列表的两个元素来推进ptr。请记住，ptr是指向列表"碰巧活着"的下两个元素的指针的指针，现在将ptr设置为指向*** Next ***的第一个指针的位置*列表中的两个元素恰好存在。拿一张纸，画一些图表，然后自己弄清楚。不要通过"去"，不要收取200美元，直到陷入困境。

一旦您将大脑包裹起来，唯一剩下的就是交换对。就是这样。循环的主体可以简单地为：

Node *first=*ptr;
Node *second=first->next;
Node *next=second->next;
*ptr=second;
second->next=first;
first->next=next;

就是这样。你完成了。你猜怎么着？您的原始head现在自动指向交换列表的右头节点。

现在，这不是简单吗？

将函数的签名更改为

Node* swapPairs(Node* head)

并在第一次交换后保存新的头，然后在while Loop关闭}之后的结尾，返回该新的头，以替换呼叫者持有的旧列表头，它将使用此内容，例如：

list = swapPairs(list);

您可以在功能开始时将指针保留到新的头部，并在功能结束时更新head。请注意，我将参数从Node*更改为Node **，因为我们想更新指针值，以便当我们更新head时，我们写入传递给此功能的同一内存位置。结果，当我们返回该功能时，将在此功能的呼叫者中可用。

void swapPairs(Node **head) {
  if (!(*head)->next || !(*head))
    return;
  Node *new_head = (*head)->next;    // the new_head
  Node *current = (*head)->next;
  Node *prev = (*head);
  while (true) {
    Node *next = current->next;
    current->next = prev;
    if (!next || !next->next) {
        prev->next = next;
        break;
    }
    prev->next = next->next;
    prev = next;
    current = prev->next;   
  }
  *head = new_head;   // now update the head
}
相关文章：