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c++中的递归拷贝(Recursive Copy)和递归反转链表(Recursive Reverse Linked List)

2024/10/5 18:32:38 来源:https://blog.csdn.net/2401_84159494/article/details/140635687  浏览:    关键词:c++中的递归拷贝(Recursive Copy)和递归反转链表(Recursive Reverse Linked List)

前言

hello大家好啊,这里是文宇,不是文字,是文宇哦。

递归拷贝(Recursive Copy)

C++中的递归拷贝是一种在拷贝对象时使用递归方法的技术。在C++中,为了拷贝一个对象,通常使用拷贝构造函数或拷贝赋值运算符。然而,对于复杂的对象,拷贝构造函数和拷贝赋值运算符可能无法完全拷贝对象的所有成员。这就需要使用递归拷贝来确保所有成员都能被正确地拷贝。

递归拷贝是一种深度拷贝技术,它通过递归地拷贝对象的所有成员,包括成员变量和成员函数。在递归拷贝过程中,每个成员变量都会被递归拷贝,直到所有的成员变量都被拷贝完成。递归拷贝可以确保对象的所有成员都能被正确地拷贝,并且递归拷贝也可以处理动态分配的成员变量,例如指针和容器。

递归拷贝的实现思路是使用递归函数来拷贝对象的成员变量。对于每个成员变量,如果它是一个基本类型,那么直接拷贝它的值;如果它是一个自定义类型,那么递归地调用拷贝构造函数或拷贝赋值运算符来拷贝它。递归拷贝的终止条件是当对象的所有成员变量都被拷贝完成时,递归函数退出。

递归拷贝可以应用于各种复杂的对象,例如嵌套的数据结构和递归定义的数据类型。例如,考虑下面的示例类:

class Node {
public:int data;Node* next;Node(int data = 0, Node* next = nullptr) : data(data), next(next) {}
};

 

上面的类定义了一个链表节点,有一个整数类型的数据和一个指向下一个节点的指针。如果要拷贝一个链表,通常只拷贝头节点是不够的,还需要递归地拷贝整个链表。递归拷贝可以很方便地处理这种情况,代码如下:

Node* copyNode(Node* node) {if (node == nullptr) {return nullptr;}Node* newNode = new Node(node->data);newNode->next = copyNode(node->next);return newNode;
}Node* copyLinkedList(Node* head) {return copyNode(head);
}

 

上面的代码中,copyNode函数用来拷贝一个节点,它首先创建一个新节点,并将原节点的数据拷贝到新节点中。然后,它递归地调用copyNode函数来拷贝下一个节点。最后,它返回新节点的指针。copyLinkedList函数用来拷贝整个链表,它只需要调用copyNode函数来拷贝头节点即可。

递归拷贝除了能够处理嵌套的数据结构外,还可以处理递归定义的数据类型。例如,考虑下面的示例类:

class BinaryTree {
public:int data;BinaryTree* left;BinaryTree* right;BinaryTree(int data = 0, BinaryTree* left = nullptr, BinaryTree* right = nullptr): data(data), left(left), right(right) {}
};

 

上面的类定义了一个二叉树节点,有一个整数类型的数据和左右子树的指针。如果要拷贝一个二叉树,同样需要递归地拷贝整个二叉树。递归拷贝可以很方便地处理这种情况,代码如下:

BinaryTree* copyBinaryTree(BinaryTree* root) {if (root == nullptr) {return nullptr;}BinaryTree* newRoot = new BinaryTree(root->data);newRoot->left = copyBinaryTree(root->left);newRoot->right = copyBinaryTree(root->right);return newRoot;
}

 

上面的代码中,copyBinaryTree函数用来拷贝一个二叉树,它首先创建一个新的根节点,并将原节点的数据拷贝到新节点中。然后,它递归地调用copyBinaryTree函数来拷贝左右子树。最后,它返回新的根节点的指针。

递归拷贝是一种强大而灵活的拷贝技术,可以处理各种复杂的对象,并且可以应用于各种数据结构和数据类型。然而,递归拷贝也有一些缺点,例如可能会导致性能问题和内存泄漏。因此,在使用递归拷贝时需要注意合理使用,并确保资源的正确释放。

 

递归反转链表(Recursive Reverse Linked List)

递归反转链表是一种常见的链表操作,它通过递归的方式将链表中的节点顺序进行反转。在C++中,可以使用递归的方法来实现链表的反转,这种方法简洁而且易于理解。

在开始之前,让我们先定义一个链表的节点结构,以及一个链表的类:

struct ListNode {int val;ListNode* next;ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
};class LinkedList {
public:ListNode* head;LinkedList() : head(NULL) {}void insert(int val) {ListNode* newNode = new ListNode(val);if (head == NULL) {head = newNode;} else {ListNode* curr = head;while (curr->next != NULL) {curr = curr->next;}curr->next = newNode;}}
};

 

接下来,我们可以实现递归的反转函数。该函数将使用两个指针,一个指向当前节点,另一个指向前一个节点。通过递归地反转链表的剩余部分,我们可以将当前节点的next指针指向前一个节点。

ListNode* reverse(ListNode* curr, ListNode* prev) {// 如果当前节点为空,表示链表已经反转完成if (curr == NULL) {return prev;}// 保存下一个节点的指针ListNode* nextNode = curr->next;// 将当前节点的next指针指向前一个节点curr->next = prev;// 递归地反转剩余的链表部分return reverse(nextNode, curr);
}

 

最后,我们可以在链表类中添加一个公有的逆转函数,它将把链表头节点传递给递归函数,并更新链表的头指针:

void reverseList() {head = reverse(head, NULL);
}

 

现在,我们可以通过以下示例来测试递归反转链表的功能:

int main() {LinkedList linkedList;// 在链表中插入一些节点linkedList.insert(1);linkedList.insert(2);linkedList.insert(3);linkedList.insert(4);// 打印反转前的链表ListNode* curr = linkedList.head;while (curr != NULL) {cout << curr->val << " ";curr = curr->next;}cout << endl;// 反转链表linkedList.reverseList();// 打印反转后的链表curr = linkedList.head;while (curr != NULL) {cout << curr->val << " ";curr = curr->next;}cout << endl;return 0;
}

 

运行以上代码,我们将得到以下输出:

1 2 3 4
4 3 2 1

 

可以看到,链表中的节点顺序已经被成功地反转了。

递归反转链表的时间复杂度为O(n),其中n是链表的长度。空间复杂度为O(n),因为在递归过程中,系统需要保存每个递归调用的状态。

结语

今日二更结束,睡觉。

 

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