拆分 STL 列表？答案

【问题标题】：Splitting an STL list?拆分 STL 列表？
【发布时间】：2014-04-07 04:48:50
【问题描述】：

我有一个看起来像这样的循环链表：

4 -> 3 -> 2 -> 5 -> 0 -> 1 -> beginning

我想将此列表分成两段，反转其中一段，然后重新加入列表。像这样的：

拆分，O(1) 操作 4 ** 3 -> 2 -> 5 ** 0 -> 1 -> beginning

反向，O(n) 操作 0 ** 3 -> 2 -> 5 ** 4 -> 1 -> beginning

重新加入，O(1) 操作 0 -> 3 -> 2 -> 5 -> 4 -> 1 -> beginning

STL 似乎没有循环链表，但我希望我可以将列表表示为（前向）列表。这需要： * 一种将列表拆分为子列表的方法 * 一种将列表合并在一起的方法

使用std::list::splice 将子列表合并在一起应该很容易，并且应该是 O(1) 操作。耶！

但是，我找不到一个好的 O(1) 方法将列表拆分为子列表。 One approach 是使用迭代器，但我认为这在我的情况下不起作用，因为子列表离开列表的末尾并在列表的开头恢复。

有没有一种使用 STL 实现该算法的有效方法？还是干脆放弃写自己的循环链表库？

谢谢！

【问题讨论】：

如果你的总操作是O(N)，为什么你希望你的拆分操作是O(1)？根据这个链接，没有标准的循环链表实现。stackoverflow.com/questions/947489/…
最后，我想让我的程序尽可能快。 O(N) split + O(N) reverse 会比 O(1) split + O(N) reverse 慢。另外，我很确定我可以总是颠倒最短的子列表，所以希望在这种情况下 N 很小。
这是用于 TSP 的吗？您可能需要一个两级树而不是链表，这将运行时间减少到 O(sqrt(n))，而没有二叉树的大常数因子 (O(log(n)))。
@JohnSaxton 我不认为拆分操作可以是链表中的 O(1) 操作。这是因为您首先需要到达“拆分节点”，然后传输“下一个”指针。这个“到达”操作是一个 O(N) 操作。
@JohnSaxton O(0) 用于拆分怎么样，不要拆分您的列表，只需使用 const 迭代器列表到每个子列表的开头进行逻辑拆分，然后在到达时停止下一个迭代器 :) 并且对于反向，您可以围绕枢轴进行反射交换（如果所选子列表的大小为奇数则不存在

标签： c++ algorithm stl

【解决方案1】：

我不确定这有多大帮助，但这里是：

template<typename I>
void inner(I b, I e)
{
    std::reverse(b, e);  // l = {4 5 2 3 0 1}
}

template<typename L, typename I>
void outer(L& l, I b, I e)
{
    l.splice(l.begin(), l, e, l.end());  // l = {0 1 4 3 2 5}
    std::reverse(l.begin(), b);          // l = {4 1 0 3 2 5}
}

int main ()
{
    std::list<int> t, l{4, 3, 2, 5, 0, 1};
    std::cout << l << std::endl;

    auto b = l.begin(), e = l.begin();
    std::advance(b, 1);
    std::advance(e, 4);
    bool in = true;

    in ? inner(b, e) : outer(l, b, e);
    std::cout << l << std::endl;
}

有两种选择：

反转列表的 inner 部分 (3 2 5)
反转外部部分 (0 1 -> 4)

并且您可能想要反转较短的，但您必须计算这一点，这是线性时间。我为这两个任务编写了两个单独的函数inner,outer。

inner 非常简单（只是一个包装器）并且按预期工作。但是，outer 使列表处于与预期的模数旋转（循环移位）等效的状态。如果您正在建模一个循环列表，这应该没问题。但是，如果您希望输出与示例中的完全相同，则必须再次计数，以找到正确的旋转点。我会避免这种情况，因为它是线性时间。

请注意，实际上不需要拆分，因为反转是就地的。还有，操作

l.splice(l.begin(), l, e, l.end());

是常数时间。

检查live example。

【讨论】：