数据结构与算法面试题汇编（1）- 链表的操作与应用

1、给定单链表的头指针和一个结点指针，在O(1)时间删除该结点。

算法描述：删除单链表的一个节点需要知道该节点的前驱和后继。实际上找到前驱的平局时间复杂化度就是O(1).

传送阵：/article/1412898.html

2、输入一个单向链表，输出该链表中倒数第k个结点。链表的倒数第0个结点为链表的尾指针。

算法描述：定义两个节点指针p1,p2，使p2-p1相距为k，然后同步后移，当p2为链表节点尾指针时，p1即为倒数第k个节点。

传送阵：/article/1412883.html

3、判断一个单向链表是否有环。

算法描述：初始定义两个指针p1,p2均指向链表头，使其中一个步长为1，另一个步长为2。在到达链表尾节点前出现p1==p2，即该单链表有环。

4、寻找单向链表的环入口，即进入环的第一个节点。

算法描述：1）判断该链表是否有环，即初始定义两个指针p1,p2均指向链表头，使其中一个步长为1，另一个步长为2。判断在到达链表尾节点前出现p1==p2，如果不存在，则无环，如果存在，设p=p1.

2）设q为链表头节点，将q与p同时以步长为1后移，当二者相同时，即为环入口。

算法分析与源码：/article/1412907.html

5、给定两个单向链表，找出它们的第一个公共结点。

问题分析：1）如果他们存在公共节点，那么第一个公共节点后的链接节点将是相同的；

2）需要判断两个单链表是否有环。

3）两个链表中没有环的算法：假设两个链表的长度分别为m，n，(m>=n)，则将长链表的第m-n+1个节点与短链表的头节点对齐，依次比较后继节点，第一个相同的节点就是第一个公共节点。

算法描述：1）计算两个链表的环入口，如果无环则环入口为NULL；

2）如果两个链表的环入口均为NULL，则两个链表均没有环，按两个链表均没有环的算法处理；

3）如果两个链表的环入口只有一个为NULL，则两个链表无公共交点；

4）如果两个链表的环入口均不为NULL，且相同，则将环入口作为两个链表的尾节点，按没有换的两个链表求第一公共节点处理

5）如果两个链表的环入口均不为NULL，且不同，则需要判断一个链表的环入口是否在另一个链表的环上，如果不在，没有公共节点，如果在，则可认为任一环入口为第一公共节点

算法具体分析与源码：/article/1412907.html

6、复杂链表的复制

有一个复杂链表，其结点除了有一个m_pNext指针指向下一个结点外，还有一个m_pSibling指向链表中的任一结点或者NULL。其结点的C++定义如下：

struct ComplexNode

{

int m_nValue;

ComplexNode* m_pNext;

ComplexNode* m_pSibling;

};

请完成函数ComplexNode* Clone(ComplexNode* pHead)，以复制一个复杂链表。

算法分析：首先设原链表为：a-b-c-d-e，接着插入新链表a-a'-b-b'-c-c'-d-d'-e-e'，新节点中的m_pSibling全设为NULL。第一遍完成以后，第二遍遍历链表，更新a',b',c',d',e'的m_pSibling域（更新方法，以a'为例，a'->m_pSibling=a'的前一个节点的m_pSibling->next）。第三遍把链表拆成两个部分。算法复杂度o(N)

7、将一个二元查找树转换为一个排序的双向链表

问题描述：输入一棵二元查找树，将该二元查找树转换成一个排序的双向链表。要求不能创建任何新的结点，只调整指针的指向。

算法分析：中序遍历二元查找数的结果就是有序的目标节点顺序。只需按中序遍历的顺序把节点链接到链表尾端即可。

传送阵：/article/1412883.html

8、合并两个有序的单向链表

问题分析：1）没有说明两个链表是否交叉，需要考虑这种情况

2）合并两个不交叉的有序单向链表的算法：设排序规则为G(x1, x2)，同步遍历两个链表的游标指针p1,p2，插入游标p；如果满足G(p1,p2)则将p1插入p后，p和p1后移；否则将p2插入p后，p和p2后移。如果p1，或p2有一个为NULL，则将另一个指针后的所有元素插入到p后。

算法描述：设排序规则为G(x1, x2)，同步遍历两个链表的游标指针p1,p2，插入游标p；

1）初始化p1为链表1的头指针,p2为链表2的头指针,p=NULL;

2）如果p1==p2，则两个链表存在公共点，p1后的所有节点相同，将p1后的所有节点链在p后，结束。

3）如果p1或p2有一个为NULL，将非空的那个指针后的所有元素链在p后，结束

4）如果满足G(p1,p2)则将p1插入p后，p和p1后移，否则将p2插入p后，p和p2后移；继续步骤2）

9、单链表交换任意两个节点（不含表头）

算法描述：将两个节点存储的数据进行交换即可。不必真的交换节点。

10、用单链表模拟大整数加法运算

问题描述：例如：9>9>9>NULL + 1>NULL => 1>0>0>0>NULL

问题分析：设两个链表A，B，求链表C，满足C=A+B

算法一：将链表A和B反转，将A和B相加合并。将进位加到下一节点，如果一个比较长，直接合并；如果最后有一个进位，在链表尾创建新的节点。最后将合并后的链表再次反转。

算法二：求得链表A和B的长度，以递归的方式计算对应为相加，如果有进位，在链表头插入新建节点。

11、将二级单链表展开成一级单链表

问题描述：有个二级单链表，其中每个元素都含有一个指向一个单链表的指针。写程序把这个二级链表展开成一级单链表。

/*这个二级单链表只包括一些head*/

public class Link

{

public Link Next;

public int Data;

public Link(Link next, int data)

{

this.Next = next;

this.Data = data;

}

}

public class CascadeLink

{

public Link Next;

public CascadeLink NextHead;

public CascadeLink(CascadeLink nextHead, Link next)

{

this.Next = next;

this.NextHead = nextHead;

}

}

算法描述：遍历，使A.Next的尾节点.Next = A.NextHead.Next.

12、单链表排序

算法分析：单链表元素交换有两种：一、直接交换值；二、交换节点。并且单链表执行插入操作时不会引起数据移动。

传送阵：参考/article/1412889.html

13、删除单链表中重复的元素

算法描述：使用hashtable辅助，如果存在即删除，如果不存在将值写入hashtable。

14、删除两个双向循环链表中值相同的节点。

算法描述：1）<key,value>的map对象m，其中key为链表的值，value为链表节点指针；遍历双向循环链表A，构造键值对写入辅助对象m中

2）遍历B，如果当前节点cur的值在map中存在，删除cur节点并使cur后移，同时判断m[cur.value]的值是否为NULL，如果不为空删除其对应在A中的节点，并使m[cur.value]=NULL