面试考题之9.2:链表(C/C++版)

来源:互联网 发布:成都凶宅数据库查询 编辑:程序博客网 时间:2024/05/29 23:43

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

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#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 == NULLreturn;

    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[] = { 1213241266810442 };

    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

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#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[] = { 1213241266810442 };

    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。

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#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[] = { 1213241266810442 };

    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:

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#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 == NULLreturn 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[] = { 1213241266810442 };

    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

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#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[] = {617};
    int arr2[] = {295};

    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

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#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[] = {617};
    int arr2[] = {395};

    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:

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#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[] = { 123456789};

    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:

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#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[] = {61716};
    int arr2[] = {395593};

    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.





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