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取得鍊錶的中間元素的Python程序,在單次迭代中完成

王林
王林轉載
2023-09-14 11:21:061134瀏覽

鍊錶用於將資料儲存在不連續的記憶體位置。包含資料項的節點使用指標連結。每個節點由兩個字段組成。第一個欄位用於儲存數據,第二個欄位包含到下一個節點的連結。

暴力破解技術

要找到鍊錶的中間元素,暴力破解技術是透過迭代整個鍊錶直到遇到 NULL 為止來找出鍊錶的長度,然後將長度除以 2 得到鍊錶的索引中間的元素。得到中間元素的索引後,從頭開始再次迭代鍊錶,到達需要的索引時停止。此索引處的資料項給出了中間元素。

  • 取一個名為「temp」的變數指向 HEAD 並將「len」初始化為 0

  • #使用 temp 迭代鍊錶,直到達到 NULL,並在每個節點上將「len」加 1。

  • 取得鍊錶的長度後,再次將temp初始化為HEAD。迭代鍊錶直到len//2。

使用慢速和快速指標(單次迭代)

我們將使用兩個指標來遍歷鍊錶。一種稱為“慢指針”,另一種稱為“快指針”。

快指標的移動速度是慢指標的兩倍。

當快指標到達鍊錶末端時,慢指標將位於中間節點。

因此,我們可以直接列印中間節點的內容。

範例

考慮下面的連結列表。中間的元素是3。

取得鍊錶的中間元素的Python程序,在單次迭代中完成

快指標已到達鍊錶中的最後一個節點,現在慢指標指向節點 3。因此,3 是給定鍊錶的中間元素。現在,考慮 6 個節點。

取得鍊錶的中間元素的Python程序,在單次迭代中完成

範例

快指標已達到 NULL,慢指標指向第 4 個節點。因此,中間元素為 4。

演算法

  • 使「慢」和「快」指向鍊錶的HEAD。

  • 將快指標加 2,慢指標加 1,直到快指標和 fast.next 不等於 NULL

  • 列印慢指標處的值。

  • 時間複雜度為 O(n)。

class Node:
  def __init__(self, val):
      self.val = val
      self.next = None
class LinkedList:
  def __init__(self):
      self.head = None

  def insert_at_the_beginning(self, newVal):
      newNode = Node(newVal)
      newNode.next = self.head
      self.head = newNode
  def print_middle_element(self):
      slow=self.head
      fast=self.head
      while fast is not None and fast.next is not None:
          slow=slow.next      #slow pointer moves one node
          fast=fast.next.next  #fast pointer moves two nodes
      print("\n\nthe middle element is ",slow.val)
  def Print_the_LL(self):
      temp = self.head
      if(temp != None):
        print("The linked list elements are:", end=" ")
        while (temp != None):
          print(temp.val, end=" ")
          temp = temp.next
      else:
        print("The list is empty.")
newList = LinkedList()
newList.insert_at_the_beginning(5)
newList.insert_at_the_beginning(4)
newList.insert_at_the_beginning(3)
newList.insert_at_the_beginning(2)
newList.insert_at_the_beginning(1)
newList.Print_the_LL()
newList.print_middle_element()

輸出

The linked list elements are: 1 2 3 4 5 

the middle element is  3

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