面试考题之9.2:链表(C/C++版)

2.1 编写代码，移除未排序链表中的重复结点。进阶：如果不得使用临时缓冲区，该怎么解决？

解决方案：

方案1： 使用散列表

暂略

方案2：不借助额外缓冲区

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

#include <iostream> #include <cstring> #include <cstdio> // getchar() #include <cstdlib> // free() #include "LinkedList.h" using namespace std; void printData(LinkedList aList) { cout << aList->data << " "; return; } /************************************************************************/ // 函数名称：deleteDups // 函数目的：移除链表中重复的节点 // 函数参数：myList: 待操作的链表 // 函数返回：无 // 使用条件： /************************************************************************/ void deleteDups(LinkedList theList) { if (theList == NULL) return; LinkedList current = theList; while(current != NULL){ // 移除后续值相同的所有结点 LinkedList runner = current; while (runner->next != NULL){ if (runner->next->data == current->data){ LinkedList nextNode = runner->next; runner->next = runner->next->next; freeNode(nextNode); } else runner = runner->next; } current = current->next; } return; } int main() { int arr[] = { 12, 13, 2, 4, 12, 6, 6, 8, 10, 4, 4, 2 }; for (size_t i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(int); i++){ //insert( makeNode(arr[i]) ); insertBack( makeNode(arr[i]) ); } traverse(printData); cout << endl; LinkedList theList = getHead(); deleteDups(theList); cout << "调用deleteDups()函数后：" << endl; traverse(printData); cout << endl; destroy(); // 释放链表 getchar(); return 0; }

运行结果：



思考体会：

1、散列表怎样解决该问题？

2.2 实现一个算法，找出单向链表中倒数第K个结点。

解决方案：

方案1：递归

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

#include <iostream> #include <cstring> #include <cstdio> // getchar() #include "LinkedList.h" using namespace std; void printData(LinkedList aList) { cout << aList->data << " "; return; } /************************************************************************/ // 函数名称：nthToLast // 函数目的：求倒数第K个结点 // 函数参数：aList: 待操作的链表， k:第K个结点、i:计数器 // 函数返回：无 // 使用条件： /************************************************************************/ LinkedList nthToLast(LinkedList aList, size_t k, size_t& i) { if (NULL == aList) { return NULL; } LinkedList theList = nthToLast(aList->next, k, i); i += 1; if (i == k){ return aList; } return theList; } int main() { int arr[] = { 12, 13, 2, 4, 12, 6, 6, 8, 10, 4, 4, 2 }; for (size_t i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(int); i++){ insertBack( makeNode(arr[i]) ); } traverse(printData); cout << endl; LinkedList theList = getHead(); size_t k1 = 1, k2 = 4, i1 = 0, i2 = 0; LinkedList alist1 = nthToLast(theList, k1, i1); LinkedList alist2 = nthToLast(theList, k2, i2); cout << "K1 = " << alist1->data << endl; cout << "K2 = " << alist2->data << endl; destroy(); // 释放链表 getchar(); return 0; }

其他方案：

运行结果：



思考体会：

1、链表与递归的关系总是那么若影若离，本题主要考查递归在链表中的使用。
2、其他高效方案？

2.3 实现一个算法，删除单向链表中间的某个结点，假定你只能访问该结点。

示例

输入：单向链表a->b->c->d->e中的结点c.

输出：不返回任何数据，但该链表变为：a->b->d->e.

解决方案：

解法：将后继结点的数据复制到当前结点，然后删除这个后继结点。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58

#include <iostream> #include <cstring> #include <cstdio> // getchar() #include "LinkedList.h" using namespace std; void printData(LinkedList aList) { cout << aList->data << " "; return; } /************************************************************************/ // 函数名称：deletNode2 // 函数目的：删除单链表中的某个结点 // 函数参数：pNode:链表结点 // 函数返回：true:删除成功 // 使用条件：pNode为非尾结点 /************************************************************************/ bool deletNode2(LinkedList pNode) { if (pNode == NULL || pNode->next == NULL) return false; LinkedList nextNode = pNode->next; pNode->data = nextNode->data; pNode->next = nextNode->next; freeNode(nextNode); return true; } int main() { int arr[] = { 12, 13, 2, 4, 12, 6, 6, 8, 10, 4, 4, 2 }; for (size_t i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(int); i++){ insertBack( makeNode(arr[i]) ); } traverse(printData); cout << endl; LinkedList theList = getHead(); LinkedList pNode = search(8); deletNode2(pNode); traverse(printData); destroy(); // 释放链表 getchar(); return 0; }

运行结果：



思考体会：

1、只要考查特殊情况。

2、在C++中删除后继结点时要手动删除。

2.4 编写代码，以给定值x为基准将链表分割为两部分，所有小于x的结点排在大于或等于x的结点之前。

解决方案：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96

#include <iostream> #include <cstring> #include <cstdio> // getchar() #include "LinkedList.h" using namespace std; void printData(LinkedList aNode) { cout << aNode->data << " "; return; } /************************************************************************/ // 函数名称：partition // 函数目的：以定值X分割pList // 函数参数：pList:待操作链表首结点 // 函数返回： // 使用条件： /************************************************************************/ LinkedList partition(LinkedList pList, int x) { LinkedList beforeStart = NULL; LinkedList beforeEnd = NULL; LinkedList afterStart = NULL; LinkedList afterEnd = NULL; if (pList == NULL) return NULL; // 分割链表 LinkedList current = pList; // 指向第一个元素 while (current != NULL){ // current结点要插入before或after表 LinkedList nextNode = current->next; current->next = NULL; if (current->data < x){ // 将结点插入before链表 if (beforeStart == NULL){ beforeStart = current; beforeEnd = beforeStart; }else { beforeEnd->next = current; beforeEnd = current; } }else { // 将结点插入before链表 if (afterStart == NULL){ afterStart = current; afterEnd = afterStart; }else { afterEnd->next = current; afterEnd = current; } } current = nextNode; } // end while() if (beforeStart == NULL) { return afterStart; } // 合并before和after链表 beforeEnd->next = afterStart; return beforeStart; } int main() { int arr[] = { 12, 13, 2, 4, 12, 6, 6, 8, 10, 4, 4, 2 }; for (size_t i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(int); i++){ insertBack( makeNode(arr[i]) ); } traverse(printData); cout << endl; LinkedList theList = getHead(); theList = partition(theList, 8); sethead(theList); traverse(printData); cout << endl; destroy(); // 释放链表 getchar(); return 0; }

运行结果：



思考体会：

1、没有重新分配内存存放新的链表，靠移动指针来完成题设要求。

2、注意处理时一些细节。

2.5 给定两个链表表示的整数，每个结点包含一个数位。这些数位是反向存放的，也就是个位排在链表首部。编写函数对这两个整数求和，并用链表形式返回结果。

示例：

输入：(7->1->6) + (5->9->2), 即：617 + 295.

输出：2->1->9,即：912.

进阶：假设这些数位是正向存放的，请在做一遍。

示例：(6->1->7) + (2->9->5), 即：617 + 295.

输出：9->1->2, 即：912。

解决方案：

方案1：数位反向存放

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84

#include <iostream> #include <cstring> #include <cstdio> // getchar() #include "LinkedList.h" using namespace std; void printData(LinkedList aNode) { cout << aNode->data << " "; return; } /************************************************************************/ // 函数名称：addLists // 函数目的：两个链表相加 // 函数参数：list1、ist2 // 函数返回：相加之后的链表 // 使用条件: 数位反向存放 /************************************************************************/ LinkedList addLists(LinkedList list1, LinkedList list2) { LinkedList lt1 = list1, lt2 = list2, newList = NULL; int addData = 0; // 相加和 int carryI = 0; // 进位值 while ( lt1 != NULL || lt2 != NULL ){ if (lt1 != NULL && lt2 != NULL){ addData = lt1->data + lt2->data; lt1 = lt1->next; lt2 = lt2->next; }else if (lt1 == NULL && lt2 != NULL){ addData = lt2->data; lt2 = lt2->next; }else { addData = lt1->data; lt1 = lt1->next; } int totalData = addData + carryI; newList = insertBack( newList, makeNode(totalData % 10) ); //newList = insert( newList, makeNode(totalData % 10) ); carryI = totalData / 10; } if (carryI > 0){ newList = insertBack( newList, makeNode(carryI) ); //newList = insert( newList, makeNode(carryI) ); } return newList; } int main() { int arr1[] = {6, 1, 7}; int arr2[] = {2, 9, 5}; LinkedList list1 = NULL, list2 = NULL, newList = NULL; for (size_t i = 0; i < sizeof(arr1) / sizeof(int); i++){ //list1 = insertBack( list1, makeNode(arr1[i]) ); list1 = insert( list1, makeNode(arr1[i]) ); } for (size_t i = 0; i < sizeof(arr2) / sizeof(int); i++){ //list2 = insertBack( list2, makeNode(arr2[i]) ); list2 = insert( list2, makeNode(arr2[i]) ); } newList = addLists(list1, list2); cout << "list1 = "; traverse(list1, printData); cout << endl; cout << "list2 = "; traverse(list2, printData); cout << endl; cout << "newList = "; traverse(newList, printData); cout << endl; getchar(); return 0; }

运行结果：



方案2：数位正向存放

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86

#include <iostream> #include <cstring> #include <cstdio> // getchar() #include "LinkedList.h" using namespace std; void printData(LinkedList aNode) { cout << aNode->data << " "; return; } /************************************************************************/ // 函数名称：addLists // 函数目的：两个链表相加 // 函数参数：list1、ist2 // 函数返回：相加之后的链表 // 使用条件: 数位反向存放 /************************************************************************/ LinkedList addLists(LinkedList list1, LinkedList list2) { LinkedList lt1 = list1, lt2 = list2, newList = NULL; int addData = 0; // 相加和 int carryI = 0; // 进位值 while ( lt1 != NULL || lt2 != NULL ){ if (lt1 != NULL && lt2 != NULL){ addData = lt1->data + lt2->data; lt1 = lt1->next; lt2 = lt2->next; }else if (lt1 == NULL && lt2 != NULL){ addData = lt2->data; lt2 = lt2->next; }else { addData = lt1->data; lt1 = lt1->next; } int totalData = addData + carryI; newList = insertBack( newList, makeNode(totalData % 10) ); carryI = totalData / 10; } if (carryI > 0){ newList = insertBack( newList, makeNode(carryI) ); } return newList; } int main() { int arr1[] = {6, 1, 7}; int arr2[] = {3, 9, 5}; LinkedList list1 = NULL, list2 = NULL, newList = NULL; for (size_t i = 0; i < sizeof(arr1) / sizeof(int); i++){ list1 = insertBack( list1, makeNode(arr1[i]) ); } for (size_t i = 0; i < sizeof(arr2) / sizeof(int); i++){ list2 = insertBack( list2, makeNode(arr2[i]) ); } list1 = reverse(list1); list2 = reverse(list2); newList = addLists(list1, list2); // 转换回原来的顺序 list1 = reverse(list1); list2 = reverse(list2); newList = reverse(newList); cout << "list1 = "; traverse(list1, printData); cout << endl; cout << "list2 = "; traverse(list2, printData); cout << endl; cout << "newList = "; traverse(newList, printData); cout << endl; getchar(); return 0; }

运行结果：



思考体会：

1、正向存放题设解决这里用一个函数reverse来反转链表，在通过原来的addList计算，再把得到结果反转回去。

2、其他更高效简洁方法？

3、递归求解？

2.6 给定一个有环链表，实现一个算法返回环路的开头结点。有环链表定义：

在链表中某个结点的next元素指向在它前面出现过的结点，则表明该链表存在环路。

示例：

输入：A->B->C->D->E->C(C结点出现两次)。

输出：C

解决方案：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72

#include <iostream> #include <cstring> #include <cstdio> // getchar() #include "LinkedList.h" using namespace std; /************************************************************************/ // 函数名称：findBegining // 函数目的：找到有环链表的开头结点 // 函数参数：head:有环链表 // 函数返回：环开头结点 // 使用条件: /************************************************************************/ Node* findBegining(LinkedList head) { LinkedList slow = head; LinkedList fast = head; /* 找出碰撞处，将处于链表中LOOP_SIZE-k步的位置 */ while (fast != NULL && fast->next != NULL){ slow = slow->next; fast = fast->next->next; if (slow == fast) { // 碰撞 break; } } /* 错误检查，没有碰撞处，也即没有环路*/ if (fast == NULL || fast->next == NULL){ return NULL; } /* 将slow指向首部，fast指向碰撞处，两者 * 距离环路起始处k步，若两者以相同的速度移动， * 则必定会在环路处碰撞在一起 */ slow = head; while (slow != fast){ slow = slow->next; fast = fast->next; } /* 至此两者均指向环路起始处 */ return fast; } int main() { int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; for (size_t i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(int); i++){ insertBack( makeNode(arr[i]) ); } // 插入后形成环路 Node* pNode = search(5); insertBack( pNode ); LinkedList head = getHead(); Node* nodeBegin = findBegining( head ); cout << "回环开头结点是：" << ((nodeBegin != NULL) ? nodeBegin : NULL ) << endl; cout << "回环开头结点值是：" << ((nodeBegin != NULL) ? nodeBegin->data : 0 ) << endl; getchar(); return 0; }

运行结果：



思考体会：

1、解答该题找到条件成立的点，得到规律。

2、经典面试题：检测链表是否有环路，的变体。

2.7 编写一个函数，检查链表是否为回文。

解决方案：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73

#include <iostream> #include <cstring> #include <cstdio> // getchar() #include "LinkedList.h" using namespace std; /************************************************************************/ // 函数名称：isPalindromes (递归实现) // 函数目的：判断一个链表是否是回文 // 函数参数：head: 链表 // 函数返回：true: 是回文 // 使用条件: /************************************************************************/ bool isPalindrome(LinkedList head, size_t length, Node** nextNode) { bool success = false; if ( NULL == head || length == 0){ return false; } else if (length == 2){ // 偶数 *nextNode = head->next; } else if (length == 3 ) { // 链表有奇数个元素，跳过中间元素 *nextNode = head->next->next; } else { success = isPalindrome(head->next, length - 2, nextNode); if (!success) return false; } if ( nextNode == NULL || (*nextNode) == NULL) { return false; } // test cout << head->data << "\t" << (*nextNode)->data << endl; if (head->data != (*nextNode)->data) { return false; } *nextNode = (*nextNode)->next; // 后移一位 return true; } int main() { int arr1[] = {6, 1, 7, 1, 6}; int arr2[] = {3, 9, 5, 5, 9, 3}; LinkedList list1 = NULL, list2 = NULL; for (size_t i = 0; i < sizeof(arr1) / sizeof(int); i++){ list1 = insertBack( list1, makeNode(arr1[i]) ); } for (size_t i = 0; i < sizeof(arr2) / sizeof(int); i++){ list2 = insertBack( list2, makeNode(arr2[i]) ); } Node** theNode = &list1; cout << "list1 = " << (isPalindrome(list1, size(list1), theNode) ? "true" : "false") << endl; cout << "list2 = " << (isPalindrome(list2, size(list2), theNode) ? "true" : "false") << endl; getchar(); return 0; }

运行结果：



思考体会：

1、理解递归的的的巧妙运用.

2、仔细体会指针的指针的应用.