希望让人自由。——豆瓣电影top250.No.1《肖申克的救赎》
很好看的电影,书也很好看,但我个人不太喜欢斯蒂芬·金的其他作品。。。。
题目描述:
给定链表Head->1->2->3->4->5->7->7->8
k=3
反转为链Head->3->2->1->7->5->4->8->7
要求:不足k个也翻转
今天的题目是昨天的延伸——015,昨天我们有两种方法,来翻转相邻的节点,一个是交换两个节点的值,一个是交换连个节点的位置。而交换节点的位置又有两种,一是用两个指针分别指着链表头和链表尾,还有一种是用一个指针指向头节点,尾节点用node.next来表示。
今天不在是相邻的两个节点了,而是k个,也就是从2个节点的简便方法提升到了k个节点的通法,k=0,1,2,3,4,5……
这题要求是以k个一组翻转,可以理解为,将这k个节点构成的子链表逆序,再放回原来的位置。
昨天的三个方法,理论上讲,都是可行的,我没有都试过:
可以想象有一群人,每个人手里有一张牌,上面写了数字,然后他们排成一列,
- 交换节点值法:这是不改变链表链接的顺序,只改变节点存储的数据,可以理解为只是每个人把手里的牌交换了,但是这些人站的位置没有变。
- 首尾指针法: 这改变了链表链接的顺序,节点自身的数据没改,可以理解为:这k个人,通过两个工作人员的帮助,翻转了排队的顺序,但是手里的牌没变。
- 首指针法: 这也改变了链表链接的顺序,节点自身的数据也没改,可以理解为:这k个人,通过一个工作人员,翻转了排队的顺序,但是手里的牌没变。
节点交换值法:这种方法很麻烦,但是也可以实现,目前想到两种:
- 从头开始遍历,每次都把当前节点的值与其后继节点交换,直到到达最后一个节点,之后再从头遍历,直到倒数第2个节点,这样一直循环下去,直到最后一个节点到达第一个节点。有点类似排序的算法,但是这是翻转,前面的逆序链表也可以这么做。但是缺点非常明显:效率低,非常低,如果我k=100,k=1000,电脑会哭的。。。。比爬还慢,所以这不是我们要的。
- 也是用两个指针,分别指向头和尾,交换着两个节点的值,然后在遍历第二个节点和倒数第二个节点,交换值,直到到达中间的节点。这让我想起了小学上课老师讲的高斯算1+2+3+4+……+100的故事。这种方法效率比上面的高一丢丢,但还是慢,就像一个是爬的,一个是拄着拐杖走的,这也不是我们要的!
(翻转完节点后要将其放回链表中,一会说)
我们要什么?我们要走,要跑的,要坐车,要坐飞机,要坐火箭,我们要上天!!
这么蠢的办法,当然不适合我们,因此我们推出了新的方法:
首指针法:这个方法在昨天,我们用的非常好,我们用一个指针指向当前的k个节点的第一个节点,将其从链表中断开,单独拿出来,用我们之前讲的——递归、就地逆序、插入法,将它逆序,然后在放回链表中,进行下一组,唯一缺点就是:在将它与下一组相链接时,需要从头遍历到最后一个节点,才能操作。不过这种方法也还行了。
真快!就像坐飞机一样,但是,我们要坐火箭!
首尾指针法:这个方法在昨天饱受诟病,今天我们将在它的带领下,坐上火箭,走向人生巅峰!从前面的单指针法,也就是首指针法中,我们看到,缺点是在链接回链表的时候,需要找他的尾结点。这增加的时间复杂度,那如果我们在开始遍历时就先同一个指针保存这个节点呢?
在完成翻转后,这个节点到了第一位:看下图:
一目了然,我们保存了尾结点,在翻转完成后,头变尾,尾变头,直接相连就OK。起飞!
但是,这找k个节点的尾结点的步骤不会增加时间?这就用到了我们之前讲的——寻找链表倒数第K个元素中的方法了,先后指针法!
起飞!起飞!
下面来看下代码实现:
def function(head,k):
if head.next is None:
return head
pre = head # 组前点
slow = head.next # 组的第一个节点
fast = head.next # 组的最后个节点
next = None
p = k
# 判断是否够一组,这一步是之前写的,现在我有点忘了,我索性全放上来了,反正这不能去掉,我也没细想。当然你想也可以去掉试试!
while p - 1 > 0:
# fast = fast.next # 这里
# fast = fast.next 究竟是放前面还是放后面,这里就非常讲究了,
# 在这里放前面放后面作用是一样的,因为,前面第一条把只有一个节点的情况直接过滤了
# 所以这里不会出现fast为None,而报出没有next属性的错误,但是在超过一组的情况中
# 不能过滤掉还剩一个的情况,只能先判断后翻转,所以如果放前面就会出现直
# 接把第一个节点直接跳过的情况
if fast.next is None:
# 不足一组
Reverse(slow)
head.next = fast
return head
fast = fast.next
p -= 1
# 一组以上
while True:
# 用来指向下一组的第一个节点
next = fast.next
# 断开与上一组的链接 可以不用断,不断开的话在翻转时pre.next但是断开来理解更形象
# pre.next=None
# 断开与下一组的链接
fast.next = None
# 翻转当前组的链表
Reverse(slow)
# 将当前链表与链表尾部相连
pre.next = fast
# 将pre移至链表尾部,因为翻转fast指向了组中第一个节点,slow则指向了最后一个
pre = slow
# 链接当前组与下一组 这里也很精髓 ,可以直接去掉,可以连也可以不连,反正一会得断掉
# pre.next=next
# 判断next是否为空 这里是精髓,就像判断链表是否为空一个道理,一开始我忘了。
if next is None:
return head
# 将slow指向下一组的第一个节点
slow = next
fast = slow
# 判断后面是否还有一组
p = k
while p - 1 > 0:
# 不够一组翻转并推出
# fast = fast.next
if fast.next is None:
# pre.next = None
# 翻转
Reverse(slow)
# 将当前组链接至链表尾部
pre.next = fast
return head
fast = fast.next
p -= 1
主函数:
if __name__ == '__main__':
head = creatLink(10)
print("head:")
cur = head.next
while cur != None:
print(cur.data)
cur = cur.next
k=int(input("请输入k值:\n"))
start=time.time()
head = function(head,k)
end=time.time()
print("用时",start-end)
print("\nAfterReverse:")
cur = head.next
while cur != None:
print(cur.data)
cur = cur.next
运行结果:
全部代码:
import random
import time
class LNode:
def __init__(self,arg):
self.data=arg
self.next=None
"""
题目描述:
给定链表Head->1->2->3->4->5->7->7->8
k=3
反转为链Head->3->2->1->7->5->4->8->7
要求:不足k个也翻转
方法:
"""
def creatLink(x):
i = 1
head = LNode(None)
tmp = None
cur = head
while i <= x:
n = random.randint(1, 9)
tmp = LNode(n)
tmp = LNode(i)
cur.next = tmp
cur = tmp
i += 1
return head
# 以k个元素为一组进行翻转,可以理解为每一个子链表的逆序
# 逆序链表
def Reverse(head):
# 判断链表时否为空,为空返回
if head is None or head.next is None:
return
cur = None # 用于遍历链表
pre = None # 指向当前节点的前驱节点
next = None
#处理第一个节点
cur = head
next = cur.next
cur.next = None
pre = cur
cur = next
while cur.next != None:
next = cur.next
cur.next = pre
pre = cur
cur = next
#添加头节点
cur.next = pre
head=cur
def function(head,k):
if head.next is None:
return head
pre = head # 组前点
slow = head.next # 组的第一个节点
fast = head.next # 组的最后个节点
next = None
p = k
# 判断是否够一组
while p - 1 > 0:
# fast = fast.next # 这里
# fast = fast.next 究竟是放前面还是放后面,这里就非常讲究了,
# 在这里放前面放后面作用是一样的,因为,前面第一条把只有一个节点的情况直接过滤了
# 所以这里不会出现fast为None,而报出没有next属性的错误,但是在超过一组的情况中
# 不能过滤掉还剩一个的情况,只能先判断后翻转,所以如果放前面就会出现直
# 接把第一个节点直接跳过的情况
if fast.next is None:
# 不足一组
Reverse(slow)
head.next = fast
return head
fast = fast.next
p -= 1
# 一组以上这一步是之前写的,现在我有点忘了,我索性全放上来了,反正这不能去掉,我也没细想。当然你想也可以去掉试试!
while True:
# 用来指向下一组的第一个节点
next = fast.next
# 断开与上一组的链接 可以不用断,不断开的话在翻转时pre.next但是断开来理解更形象
# pre.next=None
# 断开与下一组的链接
fast.next = None
# 翻转当前组的链表
Reverse(slow)
# 将当前链表与链表尾部相连
pre.next = fast
# 将pre移至链表尾部,因为翻转fast指向了组中第一个节点,slow则指向了最后一个
pre = slow
# 链接当前组与下一组 这里也很精髓 ,可以直接去掉,可以连也可以不连,反正一会得断掉
# pre.next=next
# 判断next是否为空 这里是精髓,就像判断链表是否为空一个道理,一开始我忘了。
if next is None:
return head
# 将slow指向下一组的第一个节点
slow = next
fast = slow
# 判断后面是否还有一组
p = k
while p - 1 > 0:
# 不够一组翻转并推出
# fast = fast.next
if fast.next is None:
# pre.next = None
# 翻转
Reverse(slow)
# 将当前组链接至链表尾部
pre.next = fast
return head
fast = fast.next
p -= 1
if __name__ == '__main__':
head = creatLink(10)
print("head:")
cur = head.next
while cur != None:
print(cur.data)
cur = cur.next
k=int(input("请输入k值:\n"))
#k=3
start=time.time()
head = function(head,k)
end=time.time()
print("用时",start-end)
print("\nAfterReverse:")
cur = head.next
while cur != None:
print(cur.data)
cur = cur.next
好了,今天的算法就到这里。
上周末的爬虫写的差不多了,数据清洗搞定,下载海报30张搞定,代理池还没弄,多线程也不想弄了,爬增加服务器负担,反正数据量也不是太大,数据库还么想好用哪个,数据可视化还差点。。。。
电脑没电了,就不多说了。加油!