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[数据结构与算法]双向链表的反转算法

在双向链表中使用尾插法速度是非常快的,达到了O(1)级别,因为链表内部维护了一个tail属性,指向了最后一个元素,那么在插入的时候直接将tail指向的尾节点重新指向新插入的节点,新插入的节点再和原尾节点指向的节点做双向关联即可.

  • 算法一
public void reverse(){
	TowWayList<T> list = new TowWayList<>();
	for(int i = length - 1;i >= 0;i++){
		list.add(getNodeByIndex(i).data)
	}
	this.head = list.head;
	this.tail = list.tail;
}

算法一反转的原理是,先创建一个新的链表,倒序遍历原链表长度,通过getNodeByIndex获取指定下标处的节点,插入到新链表上去.这样倒序遍历完成以后,新创建的链表就是原链表反转后的.此时将新链表的head和tail赋值给原链表即可.

  • 算法二
public void reverse(){
	Node tailNode = this.tail;
	Node lastNode = tailNode;
	tail = new Node();
	head = new Node();
	for(int i = length - 1;i >= 0;i++){
		Node itemNode = tailNode.pre;
		Node node = new Node(itemNode.data)
		if(i == length - 1){
			head.next = node;
		}else if(i == 0)(
			tail.pre = node;
			node.pre = lastNode;
			lastNode.next = node;
		)else{
			node.pre = lastNode;
			lastNode.next = node;
		}
		lastNode = node;
		tailNode = tailNode.pre;
	}
}

算法2的原理是从尾节点开始,倒序遍历原数组,从尾节点开始,依次取出节点,将当前取出的节点与上一个节点双向关联.特殊判断一下头结点和尾节点即可.该算法用到了两个指针,一个是lastNode,一个是tailNode,tailNode指针记录了当前该倒序取哪个元素了,每遍历一次 tailNode = tailNode.pre; tailNode就等于tailNode的上一个元素.lastNode指针记录了上一个节点,因为当前取出的节点需要与上一个节点关联.有了这两个指针就可以实现链表反转.

算法1的时间复杂度 n(n+1)/2 ? O(n^2)
算法2的时间复杂度 ==> O(n)

随着输入规模的增大,算法2远远由于算法1

  • 指针问题

指针是循环或者迭代时的被循环和迭代元素的指向,指针记录了当前正在循环或迭代的元素位置,可以是基本数据类型(如数据下标)和引用数据类型(如lastNode),通常是每循环或迭代一次,指针就移动一次.

  1. 指针初始值:在顺序表的遍历中,指针的初始值一般为0,在链表的遍历中,指针的初始值一般为头结点.
  2. 指针结束条件:在顺序表的遍历中,指针的结束条件通常小于length(存储元素的个数),在链表中,指针结束条件一般是看下一个节点的引用是否为null,while(current.next != null),那一旦等于null了,就说明到头了.
  3. 指针移动:顺序表的指针移动一般是每遍历完一次就指针++,而链表的指针移动一般是指针等于当前元素的下一个节点 currentNode = currentNode.next;
  4. 指针更新位置:这里要具体情况具体分析,根据代码逻辑移动指针.如算法而的指针移动就不能放到循环最上面,而是等本次循环完成,再移动.

链表中迭代的指针初始位置应是头结点开始

在这里插入图片描述

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加:2022-05-11 16:39:00  更:2022-05-11 16:40:13 
 
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