【PAT】反转链表

PAT 乙级 1025

给定一个常数 K 以及一个单链表 L，请编写程序将 L 中每 K 个结点反转。例如：给定 L 为 1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 6，K 为 3，则输出应该为 3 → 2 → 1 → 6 → 5 → 4；如果 K 为 4，则输出应该为 4 → 3 → 2 → 1 → 5 → 6，即最后不到 K 个元素不反转。

输入格式：

每个输入包含 1 个测试用例。每个测试用例第 1 行给出第 1 个结点的地址、结点总个数正整数 N（≤ 10⁵）、以及正整数 K（≤ N），即要求反转的子链结点的个数。结点的地址是 5 位非负整数，NULL 地址用 -1 表示。

接下来有 N 行，每行格式为：

Address Data Next

其中 Address 是结点地址，Data 是该结点保存的整数数据，Next 是下一结点的地址。

输出格式：

对每个测试用例，顺序输出反转后的链表，其上每个结点占一行，格式与输入相同。

输入样例：

00100 6 4
00000 4 99999
00100 1 12309
68237 6 -1
33218 3 00000
99999 5 68237
12309 2 33218

输出样例：

00000 4 33218
33218 3 12309
12309 2 00100
00100 1 99999
99999 5 68237
68237 6 -1

直接给出写好的代码：

 #include <iostream>
 #include <string>
 using namespace std;

 struct Node {
     int address;
     int data;
     int next;
 };

 void Swap(void *vp1, void *vp2, int sizeBytes) {
     char *buffer = (char *)malloc(sizeBytes);
     memcpy(buffer, vp1, sizeBytes);
     memcpy(vp1, vp2, sizeBytes);
     memcpy(vp2, buffer, sizeBytes);
     free(buffer);
 }

 template <class T>
 void Reverse(T *base, int n, int k) {
     int front = ;
     while (n - front >= k) {
         for (int i = ; i < k / ; i++) {
             Swap((T *)base + front + i, (T *)base + front + k -  - i, sizeof(T));
         }
         front += k;
     }
 }

 int main() {
     int curAddr, N, K;
     cin >> curAddr >> N >> K;
     Node *nodes = new Node[N];
     for (int i = ; i < N; i++) {
         cin >> nodes[i].address >> nodes[i].data >> nodes[i].next;
     }
     // 将链表按序排列
     for (int i = ; i < N; i++) {
         if (curAddr == -) {    // 剩余节点不包含在链表中！！
             N = i;
             break;
         }
         else if (nodes[i].address != curAddr) {    // 插入法排序
             for (int j = i + ; j < N; j++) {
                 if (nodes[j].address == curAddr) {
                     Swap(nodes + i, nodes + j, sizeof(Node));
                     break;
                 }
             }
         }
         curAddr = nodes[i].next;
     }
     Reverse<Node>(nodes, N, K);
     for (int i = ; i < N; i++) {
         printf("%05d %d ", nodes[i].address, nodes[i].data);
         if (i == N - ) {
             printf("-1\n");
         } else {
             printf("%05d\n", nodes[i + ].address);
         }
     }
     return ;
 }

分析：

1、本题的难点在于 37 - 52 行的将输入链表进行排序整理的部分。这里有 2 个小坑需要注意：①输入的节点可能有不包含在该链表路径上的节点，要将那些节点排除在外；②第一个输入（第一个节点的地址）就可能为 -1，此时无论输入几个节点，链表长度均为 0，应当无输出。我这里的代码通过第 40 行的 N = i 同时处理了这两种极端情况。

2、这里的逆序操作使用了泛型函数（Swap）和模板函数（Reverse），我认为是我这段代码的亮点。

3、节点的地址是 5 位非负整数，这里用到 printf 的格式化输出：%05d 即表示该整数占 5 位，不够则在左边填充 0。注意这样输出的 -1 会是 -00001，需要单独考虑。