编程思想（技巧）---循环控制

上一节说了递归控制，最后分析了递归函数的缺点，我们现在使用循环控制将递归函数进行改造，使stack的压力减小，提高程序的运行效率。

循环控制要点：

1.循环不变式（loop invariant）

循环不变式是一句断言定义各变量所需满足的条件,在写循环控制的时候需要重点思考，这么说太抽象，具体看后面例题～

2.循环书写方法：

• 定义循环不变式，并在循环体每次结束后保持循环不变式
• 先一般，后特殊
• 每次必须向前推进循环不变式中涉及的变量值
• 每次推进的规模必须为1
• 编写时假设已经循环了很多次，思考下一次该怎么循环，而不是思考第一次应该怎么循环

3.技巧：

把问题切开，假设一部分已经完成，一部分未完成，思考下一步如何往前推进。

例子1:链表反转

上节中的链表反转使用递归实现，假设链表有一万活着更多元素，运行起来效率极低，而且还有stackoverflow的问题，使用循环实现，效率很高。
思路分析如图：

我们将链表逻辑分开，假设链表左边已经完成了反转，右边没有完成反转，那么只需要思考下一步我怎么把值为3的这个节点反转，我们只需要将currentHead节点指向newHead节点，并将currentHead节点和newHead向后移动即可。完成后，在判断一些边界条件，在while循环中思考如何去除边界条件和退出循环。

我们具体看代码分析：

public class LinkedListReverser {    public Node reverseLinkedList(Node head){        Node newHead = null;        Node curHead = head;        //loop invariant        //newHead points to the linked list already reversed        //curHead points to the linked list not yet reversed        while (curHead!=null){            //loop invariant holds.            Node next = curHead.getNext();            curHead.setNext(newHead);            newHead = curHead;            curHead = next;        }        //loop invariant holds.        return newHead;    }}

例子2:删除链表中的某个元素

题目如图：

我们现在要把链表中的节点值为2的节点删除，思路不变，首先假设左边某部分的链表意见删除完毕（比如3节点旁边的2），下面思考如何删除右边部分的节点，我们首先需要判断3右边的节点是否为2，若是，则将指针指向下一个节点，这样就实现了删除该节点，如果3右边节点不是2，next直接指向右边的节点即可。需要思考的是一些边界条件，比如链表为空，或者链表第一个节点就为要删除的元素等等，使用while、if循环处理边界情况。

代码实现如下：

public class LinkedListDeletor {    public Node deleteIfEquals(Node head,int value){        while (head.getValue()==value){            head = head.getNext();        }        if (head==null){            return null;        }        Node prev = head;        //loop invariant:list nodes from head up to prev has been        //processed.(Nodes with values equals to value are deleted)        while (prev.getNext()!=null) {            if (prev.getNext().getValue()==value){                //delete it                prev.setNext(prev.getNext().getNext());            }else {                prev = prev.getNext();            }        }        return head;    }}

只要明确了循环不变式，了解了边界条件，写一个循环控制的程序也就不难了，而且循环控制有很多好处，但是循环函数也不是万能的，很多问题无法解决，需要我们具体问题具体分析。下一节是一些关于边界控制的考虑问题。

ps：本打算每天（至少2天）就更新的，结果实验室来个个临时项目，估计要花点时间了～