【C语言】初阶数据结构相关习题（二）

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今日语录：知识是从刻苦劳动中得来的，任何成就都是刻苦劳动的结果。------宋庆龄

文章目录

• 🎄一、链表内指定区间翻转
• 🎉二、从链表中删去总和值为零的节点
• 🚀三、链表求和
• 🏝️四、括号的最大嵌套深度
• 🚘五、整理字符串
• 🏖️六、从根到叶的二进制数之和
• ⭐七、二叉树的坡度

🎄一、链表内指定区间翻转

题目描述：链表内指定区间翻转

解题思路：

1.首先处理特殊情况，如果m == n 时，说明反转的区间只有一个节点，无需进行任何操作，直接返回原链表的头节点 head。

2.创建一个虚拟头节点 ret，并将其 next 指针指向链表的头节点 head。

（虚拟头节点的作用是简化边界情况的处理 ，例如当反转区间包括头节点时，可以避免复杂的头插操作。）

3.使用两个指针 pm 和 pn。pn 用于定位反转区间的前一个节点，pm 用于定位反转区间的起始节点。

4.通过第一个for循环，可以将pm指向第m个节点，pn指向第m - 1个节点。

5.再通过使用第二个 for 循环，从第 m 个节点开始，逐个反转节点，直到第 n 个节点。

6.最后返回虚拟头结点的下一个节点即（ret -> next）即反转后的链表的头节点。

代码实现：

struct ListNode* reverseBetween(struct ListNode* head, int m, int n ) 
{
    struct ListNode* ret = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
    ret->next = head;
    struct ListNode* pm = ret;
    struct ListNode* pn = head;
    if(m == n)
    {
        return head;
    }
    for(int i = 0;i < m;i++)
    {
        pn = pm;
        pm = pm->next;
    }
    for(int i = m;i < n;i++)
    {
        struct ListNode* mid = pm->next;
        pm->next = mid->next;
        mid->next = pn->next;
        pn->next = mid;
    }
    return ret->next;
}

🎉二、从链表中删去总和值为零的节点

题目描述：从链表中删去总和值为零的节点

解题思路：

1.首先创建一个虚拟头节点 ret，并将其 next 指针指向链表的头节点 head。

2.使用一个指针 prev 从虚拟头节点开始遍历链表。

（prev 的作用是记录当前需要检查的子链表的起始节点的前一个节点）

3.使用两个循环，外层循环用于遍历链表，内层循环负责检查子链表的和是否为0。

4.两层循环都结束后，返回虚拟头节点 ret 的下一个节点（ret->next），即处理后的链表的头节点。

代码实现：

struct ListNode* removeZeroSumSublists(struct ListNode* head) {
    struct ListNode* ret = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
    ret->next = head;
    struct ListNode* prev = ret;
    while(prev)
    {
        int sum = 0;
        //内部计算结果
        struct ListNode* cur = prev->next;
        while(cur)
        {
            sum -= cur->val;
            if(sum == 0)
            {
                prev->next = cur->next;
            }
            cur = cur->next;
        }
        prev = prev->next;
    }
    return ret->next;
}

🚀三、链表求和

题目描述：链表求和

解题思路：

1.检查输入是否合法，如果l1和l2都为空，那么直接返回0。

2.创建一个虚拟头节点 dummy，并初始化一个指针 cur 指向虚拟头节点。使用变量 count 表示进位。

3.使用 while 循环遍历两个链表，直到两个链表都为空。

4.在每次循环中，获取当前节点的值，创建一个新的节点 newnode，其值为 data，并将其连接到结果链表中。

5.如果l1不为空或者l2不为空，则还需进行判断，直到两个链表都为空时。

6.如果循环结束后，count 不为 0，说明还有进位需要处理。创建一个新的节点，其值为 count，并将其连接到结果链表的末尾。

代码实现：

struct ListNode* addTwoNumbers(struct ListNode* l1, struct ListNode* l2) {
    if(l1 && l2 == NULL)
    {
        return 0;
    }
    struct ListNode* dummy = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
    struct ListNode* cur = dummy;
    //进位
    int count = 0;
    while(l1 || l2)
    {
        int val1 = (l1?l1->val:0);
        int val2 = (l2?l2->val:0);
        int sum = val1 + val2 + count;
        //获取个位
        int data = sum % 10;
        count = sum / 10;
        struct ListNode* newnode = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
        newnode->val = data;
        newnode->next = NULL;
        cur->next = newnode;
        cur = cur->next;
        if(l1)
        {
            l1 = l1->next;
        }
        if(l2)
        {
            l2 = l2->next;
        }
    }
    if(count)
    {
        struct ListNode* newnode = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
        newnode->val = count;
        newnode->next = NULL;
        cur->next = newnode;
    }
    return dummy->next;
}

🏝️四、括号的最大嵌套深度

题目描述：括号的最大嵌套深度

解题思路：

1.首先创建三个变量：top用于记录当前括号的嵌套层数；count用于记录最大的嵌套深度；i用于遍历字符串的索引。

2.使用 while 循环遍历字符串，直到遇到字符串的结束符 '\0'。

3.遇到左括号时，top+1，使用fmax函数更新count，确保count始终处于记录最大嵌套的深度。

4.遇到右括号时，top--。

5.循环结束后，返回count即代表最大的嵌套深度。

代码实现：

int maxDepth(char* s) {
    int top = 0;
    int count = 0;
    int i = 0;
    while(s[i] != '\0')
    {
        if(s[i] == '(')
        {
            top++;
            count = fmax(top,count);
        }
        else if(s[i] == ')')
        {
            top--;
        }
        i++;
    }
    return count;
}

🚘五、整理字符串

题目描述：整理字符串

解题思路：

1.首先创建三个变量，i用于遍历字符串的索引；len表示字符串的长度；top用于模拟栈的栈顶指针，初始值为-1，表示栈为空。

2.使用一个循环遍历字符串，每次将当前字符放入栈中。

3.检查栈顶的两个字符是否满足相邻且大小写不同的条件，如果满足则移除这两个字符，否则继续处理下一个字符。

4.循环结束后，栈中剩余的字符即为结果。

代码实现：

char* makeGood(char* s) {
    int i = 0;
    int len = strlen(s);
    int top = -1;
    for(i = 0;i<len;i++)
    {
        s[++top] = s[i];
        if(top > 0)
        {
            if(abs(s[top] - s[top - 1]) == 'a' - 'A')
            {
                top -= 2;
            }
        }
    }
    s[top + 1] = '\0';
    return s;
}

🏖️六、从根到叶的二进制数之和

题目描述：从根到叶的二进制数之和

解题思路：

1.首先处理特殊情况，如果当前节点为空，则返回0，表示没有路径。

2.若节点不为空，则将当前节点的值加入路径的二进制表示中。

3.如果当前节点是叶子节点，则返回当前路径的二进制值val。

4.如果当前节点不是叶子节点，递归计算左子树和右子树的路径和，并将结果相加。

5.最后在主函数中调用Count，从根节点开始，初始路径值为0。

代码实现：

//计算左右路径之和
int Count(struct TreeNode* root,int val)
{
    if(root == NULL)
    {
        return 0;
    }
    val = (val<<1) + root->val;
    if(root->left == NULL && root->right == NULL)
    {
        return val;
    }
    return Count(root->left,val) + Count(root->right,val);
}

int sumRootToLeaf(struct TreeNode* root) {
    return Count(root,0);
}

⭐七、二叉树的坡度

题目描述：二叉树的坡度

解题思路：

1.使用一个辅助函数Count，用于计算以 root 为根的子树的所有节点值之和。

2.在使用一个辅助函数prevOrder，用于通过前序遍历计算整棵树的坡度，并将结果累加到 sum 中。

3.最后在主函数中定义一个变量ret，表示整棵树的坡度，通过调用prevOrder函数，从根节点开始计算整棵树的倾斜度。

4.最后返回坡度ret即可。

代码实现：

int Count(struct TreeNode* root)
{
    if(root == NULL)
    {
        return 0;
    }
    return Count(root->left) + Count(root->right) + root->val;
}

void prevOrder(struct TreeNode* root,int* sum)
{
    if(root == NULL)
    {
        return;
    }
    int left = Count(root->left);
    int right = Count(root->right);
    (*sum) += abs(left - right);
    prevOrder(root->left,sum);
    prevOrder(root->right,sum);
}

int findTilt(struct TreeNode* root) {
    int ret = 0;
    prevOrder(root,&ret);
    return ret;
}

今天的分享就到这里啦，如果感到不错，希望能给博主一键三连，感谢大家的支持！希望这篇文章可以帮到大家，我们下期再见！