链表的一些常见笔试面试问题总结及代码
先什么也不说，假设链表节点的数据结构为：
struct node
{
int data;
struct node* next;
};
创建单链表的程序为：
struct node* create(unsigned int n)
{
//创建长度为n的单链表
assert(n > 0);
node* head;
head = new node;
head->next = NULL;
cout << "请输入head节点的值(int型)：";
cin >> head->data;
if (n == 1)
{
return head;
}
node* p = head;
for (unsigned int i = 1; i < n; i++)
{
node* tmp = new node;
tmp->next = 0;
cout << "请输入第" << i+1 << "个节点的值(int)：";
cin >> tmp->data;
p->next = tmp;
p = tmp;
}
return head;
}
问题1：链表逆置
思想为：head指针不断后移，指针反向即可，代码为：
void reverse(node*& head)
{
if (head != NULL && head->next != NULL)
{
node* p = head;
node* q = head->next;
p->next = NULL;
while (q->next != NULL)
{
head = q->next;
q->next = p;
p = q;
q = head;
}
head->next = p;
}
return;
}
问题2：删除不知头结点链表的某个节点
如果单向链表不知道头节点，一个指针指向其中的一个节点，问如何删除这个指针指向的节点？
思想为：把这个节点的下一个节点的值复制给该节点，然后删除下一个节点即可。
问题3：怎么判断链表中是否有环？
思想为：设置两个指针，一个步长为1，另一个步长为2，依次后移，如果相遇且都不为空，则有环。
与这个类似的问题包括：怎么快速检测出一个巨大的链表中的死链？或者如何找出一个单链表的中间节点？
代码为：
bool loop(node* head)
{
bool flag = true;
if (head == NULL)
{
flag = false;
}
node* one = head;
node* two = head->next;
if (two == NULL)
{
flag = false;
}
while (one != two)
{
if (one != NULL)
{
one = one->next;
}
if (two != NULL)
{
two = two->next;
}
if (two == NULL)
{
break;
}
two = two->next;
if (one == NULL || two == NULL)
{
break;
}
}
if (one == NULL || two == NULL)
{
flag = false;
}
return flag;
}
问题4：如果一个单向链表，其中有环，怎么找出这个链表循环部分的第一个节点？
思想为：假设该节点在x位置处，假设步长为1的指针和步长为2的指针相遇在x+z处，循环的长度为y，那么2(x+z)-(x+z)=k*y,
那么当一个指针再从开始出后移时，另一个指针从相遇点开始后移时，这两个指针就会在循环开始处相遇。
代码为：
node* findLoopPlace(node* head, unsigned int* place = NULL)
{
//查找循环的位置,place存储位置
if (!loop(head))
{
return NULL;
}
node* one = head;
node* two = head->next;
unsigned int count = 1;
while (one != two)
{
one = one->next;
two = two->next->next;
}
one = head;
while (one != two)
{
if (count != 1)
{
one = one->next;
}
two = two->next;
count++;
}
*place = count;
return one;
}
问题5：如何查找链表中倒数第k个节点？
思想为：两个指向头结点的指针，一个先向后移动k位，然后两个同时向后面移动直到一个节点到达链尾，前面一个指针的位置就是了。
node* findLastK(node* head,unsigned int k)
{
//查找单链表倒数第k个位置
node* p = head;
unsigned int count = 0;
while (p != NULL)
{
p = p->next;
count++;
}
if (count < k)
{
return NULL;
}
p = head;
node* q = head;
for (unsigned int i = 0; i < k; i++)
{
p = p->next;
}
while (p != NULL)
{
q = q->next;
p = p->next;
}
return q;
}
问题6：编程序判断两个链表是否相交。
这个问题的精彩解说请参见《编程之美》一书之《编程判断两个链表是否相交》，这里就不写了，该书的pdf文档在网上很好下。
文章后面给了两个扩展问题：
（1）如果链表可能有环，如何做判断？
思想为：首先应该明白，只有一个链表有环的情况下是不会相交的，只有都有环或者都没有环的情况下才可能相交，都没有环的情况下最简便的方法就是判断链尾是否相交即可；都有环的情况下，分别找到环上的任一点，一个不动，另一个步进，即可判断是否相交。
（2）如何求相交链表的第一个节点？应该为单链表情况
思想为：方法一是先把任一个链表连成环，即从表尾接到表头，按照问题4的解法；方法二是计算两个链表的长度，而两个链表是按照尾部对齐的，那么从短链表的第一个位置从长链表的第长度差+1的位置依次比较指针值，相等的位置即是。
相关程序包括：单链表中在某个位置插入环以及销毁链表等，代码如下：
void insertCircle(node* head, unsigned int n)
{
//在第n个位置形成环，记head为n=1
node* p = head;
node* q = head;
unsigned int count = 1;
while(p->next != NULL)
{
p = p->next;
count++;
}
if (n <= count)
{
for (unsigned int i = 1; i < n; i++)
{
q = q->next;
}
p->next = q;
}
return;
}
void destroy(node* head)
{
//销毁链表
if (loop(head))
{
node *q = findLoopPlace(head);
while (head != q)
{
node* p = head;
head = head->next;
delete p;
}
head = head->next;
q->next = NULL;
destroy(head);
}
else
{
while (head != NULL)
{
node* p = head;
head = head->next;
delete p;
}
}
}