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C++面试题-链表栈二叉树数据结构
2014-11-24 03:17:21 来源: 作者: 【 】 浏览:6
Tags:试题 数据结构

目录


1.单链表反转


2.找出单链表的倒数第4个元素


3.找出单链表的中间元素


4.删除无头单链表的一个节点


5.两个不交叉的有序链表的合并


6.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称一级单链表。


7.单链表交换任意两个元素(不包括表头)


8.判断单链表是否有环?如何找到环的“起始”点?如何知道环的长度?


9.判断两个单链表是否相交


10.两个单链表相交,计算相交点


11.用链表模拟大整数加法运算


12.单链表排序


13.删除单链表中重复的元素




首先写一个单链表的C#实现,这是我们的基石:


public class Link


{


public Link Next;


public string Data;


public Link(Link next, string data)


{


this.Next = next;


this.Data = data;


}


}




其中,我们需要人为地在单链表前面加一个空节点,称其为head。例如,一个单链表是1->2->5,如图所示:





对一个单链表的遍历如下所示:


static void Main(string[] args)


{


Link head = GenerateLink();


Link curr = head;


while (curr != null)


{


Console.WriteLine(curr.Data);


curr = curr.Next;


}


}




这道题目有两种算法,既然是要反转,那么肯定是要破坏原有的数据结构的:


算法1:我们需要额外的两个变量来存储当前节点curr的下一个节点next、再下一个节点nextnext:


public static Link ReverseLink1(Link head)


{


Link curr = head.Next;


Link next = null;


Link nextnext = null;


//if no elements or only one element exists


if (curr == null || curr.Next == null)


{


return head;


}


//if more than one element


while (curr.Next != null)


{


next = curr.Next; //1


nextnext = next.Next; //2


next.Next = head.Next; //3


head.Next = next; //4


curr.Next = nextnext; //5


}


return head;


}




算法的核心是while循环中的5句话




我们发现,curr始终指向第1个元素。


此外,出于编程的严谨性,还要考虑2种极特殊的情况:没有元素的单链表,以及只有一个元素的单链表,都是不需要反转的。




算法2:自然是递归


如果题目简化为逆序输出这个单链表,那么递归是很简单的,在递归函数之后输出当前元素,这样能确保输出第N个元素语句永远在第N+1个递归函数之后执行,也就是说第N个元素永远在第N+1个元素之后输出,最终我们先输出最后一个元素,然后是倒数第2个、倒数第3个,直到输出第1个:


public static void ReverseLink2(Link head)


{


if (head.Next != null)


{


ReverseLink2(head.Next);


Console.WriteLine(head.Next.Data);


}


}




但是,现实应用中往往不是要求我们逆序输出(不损坏原有的单链表),而是把这个单链表逆序(破坏型)。这就要求我们在递归的时候,还要处理递归后的逻辑。


首先,要把判断单链表有0或1个元素这部分逻辑独立出来,而不需要在递归中每次都比较一次:


public static Link ReverseLink3(Link head)


{


//if no elements or only one element exists


if (head.Next == null || head.Next.Next == null)


return head;


head.Next = ReverseLink(head.Next);


return head;


}




我们观测到:


head.Next = ReverseLink(head.Next);


这句话的意思是为ReverseLink方法生成的逆序链表添加一个空表头。


接下来就是递归的核心算法ReverseLink了:


static Link ReverseLink(Link head)


{


if (head.Next == null)


return head;


Link rHead = ReverseLink(head.Next);


head.Next.Next = head;


head.Next = null;


return rHead;


}




算法的关键就在于递归后的两条语句:


head.Next.Next = head; //1


head.Next = null; //2


啥意思呢?画个图表示就是:




这样,就得到了一个逆序的单链表,我们只用到了1个额外的变量rHead。


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