Объединить два LinkedList без создания нового LinkedList

Question

Я пытаюсь взять два связанных списка, которые у меня есть в моем исполняемом файле, и объединить их в чередующиеся позиции. Ex. ListOne 1,2,3 и ListTwo 4,5 новый ListOne должен быть 1,4,2,5,3.

Файл LinkedList.h:

class LinkedList
{
private:
struct ListNode
{
    string firstName;
    string lastName;
    long int phoneNumber;
    struct ListNode *next;
};
ListNode *head;

public:
LinkedList()
{
    head = nullptr;
}
~LinkedList();
void appendNode(string f, string l, long int p);
void displayList();
};

Файл LinkedList.cpp:

LinkedList::~LinkedList()
{
cout << "LinkList destructor" << endl;
}

void LinkedList::appendNode(string f, string l, long int p)
{
    ListNode *newNode;
    ListNode *nodePtr;
    newNode = new ListNode;

    newNode -> firstName = f;
    newNode -> lastName = l;
    newNode -> phoneNumber = p;
    newNode -> next = nullptr;

    if (!head)
        head = newNode;

    else
    {
        nodePtr = head;

        while (nodePtr -> next)
            //while nodePtr is pointing to another node
            nodePtr = nodePtr -> next;
            //move to that node

        nodePtr -> next = newNode;
        //inset the newNode at the end of the linked list
    }
 }

 void LinkedList::displayList()
{
    ListNode *nodePtr;
    nodePtr = head;

    while(nodePtr)
    //while nodePtr is true, meaning there is a node in the list
    {
        cout << nodePtr -> firstName << endl;
        cout << nodePtr -> lastName << endl;
        cout << nodePtr -> phoneNumber << endl;
        nodePtr = nodePtr -> next;
     }
}

Запускаемый файл:

LinkedList ListOne;
LinkedList ListTwo;

ListOne.appendNode("Cate", "Beckem", 7704563454);
ListOne.appendNode("Cabe","Tomas", 7703451523);

ListTwo.appendNode("Mary", "Smith", 4043456543);
ListTwo.appendNode("Mark", "Carter", 4045433454);

Мои программы работают отлично, включая функцию displayList. Я просто очень запутался, как сделать функцию слияния.

Answer 1

Это объединение вставляет узлы, которые были скопированы или будут украдены из списка источников, в целевой список в определенных позициях.

Я предполагаю, что вы хотите рассматривать исходный список как неизменяемый в этой операции, поэтому исходные узлы будут скопированы.

Для операции копирования и вставки полезен итератор, который указывает на узел и после ++-op указывает на следующий узел в списке или за концом списка (эквиваленту nullptr):

(Я пишу такие фрагменты в одном исходном файле; переместить реализации в файлы.cpp или встроить их)

//
#include <type_traits>
using std::conditional;
#include <stdexcept>
using std::runtime_error;

class LinkedList
{


private:
    // [...]

    template <bool const_tag>
    struct NodeIterator {
        using element_type = typename conditional<
            const_tag,
            const ListNode,
            ListNode
        >::type;
        using pointer_type = element_type*;
        using reference_type = element_type&;

        static const NodeIterator end;

        NodeIterator(pointer_type p_in = nullptr) : p(p_in) {}

        NodeIterator& operator++ () {
            if (nullptr == p)
                throw runtime_error("Attempt to dereference nullptr");
            this->p = p->next;
            return *this;
        }

        bool operator== (const NodeIterator& rhs) const {
            return this->p != rhs.p;
        }

        bool operator!= (const NodeIterator& rhs) const {
            return !(*this == rhs);
        }

        pointer_type operator->() const {
            return p;
        }

        reference_type operator*() const {
            if (nullptr == p)
                throw runtime_error("Attempt to dereference nullptr");
            return *p;
        }

    private:
        pointer_type p;    
    }; // template <bool const_tag> struct NodeIterator

    static constexpr bool mutable_tag = false; 
    static constexpr bool const_tag = true; 

    using iterator_type = NodeIterator<mutable_tag>;
    using const_iterator_type = NodeIterator<const_tag>;


public:     
    LinkedList() :  head(nullptr) {}

    iterator_type begin() const { return iterator_type(head); }
    const iterator_type& end() const { return iterator_type::end; }

    const_iterator_type cbegin() const { return const_iterator_type(head); }
    const const_iterator_type& cend() const { return const_iterator_type::end; }
    // [...]    


}; // class LinkedList


// [...]    
template<bool is_const>
const LinkedList::NodeIterator<is_const>
LinkedList::NodeIterator<is_const>::end(nullptr);

// [...]

Теперь в коде функции слияния вы размещаете свои итераторы во главе соответствующих списков.

auto it_one = listOne.begin();
auto it_two = listTwo.cbegin();

и приращение it_one пока он не будет указывать на элемент целевого списка, после которого должна быть вставлена ​​копия, и приращения it_two пока он не укажет на узел списка источников, который будет скопирован, затем

ListNode& one = *it_one;
ListNode* ptwo = new ListNode(*it_two); // copies

ptwo->next = one.next;
one.next = ptwo;

И это все по сути.

Таким образом, реальная проблема здесь не в том, как объединить технически, а в сложности операций.

Пока оба списка отсортированы в предполагаемом порядке создаваемого списка результатов, вы можете повторно использовать итераторы, и, таким образом, просто просматривать оба списка, и это O(N) с N = max(size(listOne), size(listTwo)),

Если вам необходимо предварительно отсортировать их, чтобы сохранить объединение дешево, то сортировка вызывает O(N log N) сложность.

---

Как примечание, наличие итераторов в хранилище также упрощает реализацию других операций; например, отображение их просто

for (const auto& node : ListOne) {
    std::cout << node.firstName << std::endl;
    std::cout << node.lastName << std::endl;
    std::cout << node.phoneNumber << std::endl;
}

Answer 2

Создание функции слияния не сложно. Вы можете просто использовать новый заголовок для записи нового списка, затем пройти эти два списка и переместить узел из этих двух списков в новый список по очереди, как показано ниже.

 LinkedList LinkedList::merge(LinkedList b)
{
    // if one list is null, return the other
    if (this->head == nullptr)
        return b;
    if (b.head == nullptr)
        return *this;

    LinkedList newlist;
    ListNode *ap = this->head, *bp = b.head, *p = nullptr;
    // if two pointer is all not null, move node from these to new list in turn
    while (ap != nullptr && bp != nullptr)
    {
        if (newlist.head == nullptr)
        {
            p = newlist.head = ap;
            ap = ap->next;
            p = p->next = bp;
            bp = bp->next;
        }
        else
        {
            p = p->next = ap;
            ap = ap->next;
            p = p->next = bp;
            bp = bp->next;
        }
    }
    // maybe one list is longer, and there is some node left.
    if (ap != nullptr)
        p->next = ap;
    if (bp != nullptr)
        p->next = bp;
    //clear original list
    this->head = b.head = nullptr;
    //if you want to merge list b to the caller list, you can change to
    //this->head = newlist->head and beginning part also need some modification.
    return newlist;
}

Возможно, вы не хотите изменять исходный список, тогда вы можете просто скопировать значение и создать новый узел для нового списка.