【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 = 0;
    while (n - front >= k) {
        for (int i = 0; i < k / 2; i++) {
            Swap((T *)base + front + i, (T *)base + front + k - 1 - i, sizeof(T));
        }
        front += k;
    }
}

int main() {
    int curAddr, N, K;
    cin >> curAddr >> N >> K;
    Node *nodes = new Node[N];
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        cin >> nodes[i].address >> nodes[i].data >> nodes[i].next;
    }
    // 将链表按序排列
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        if (curAddr == -1) {    // 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 + 1; 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 = 0; i < N; i++) {
        printf("%05d %d ", nodes[i].address, nodes[i].data);
        if (i == N - 1) {
            printf("-1
");
        } else {
            printf("%05d
", nodes[i + 1].address);
        }
    }
    return 0;
}

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。