单链表

[C++面试题]之单链表

 

     接下来我会介绍C++面试题中第二个重要的板块——数据结构，主要包括字符串的使用、堆、栈、排序方法等，今天我们先来看单链表。

1、编程实现一个单链表的建立/测长/打印。

       答案：

#include<iostream>
using namespace std;

//单链表结构体
typedef struct student
{
	int data;
	struct student *next;
}node;

//建立单链表
node *create()
{
	node *head,*p,*s;
	int x,cycle=1;
	head=(node*)malloc(sizeof(node)); //建立头节点
	p=head;
	while(cycle)
	{
		printf("
Please input the data:");
		scanf("%d",&x);
		if(x!=0)
		{
			s=(node*)malloc(sizeof(node));//每次新建一个节点
			s->data=x;
			printf("
%d",s->data);
			p->next=s;
			p=s;
		}
		else
		{
			cycle=0;
		}
	}
	head=head->next;
	p->next=NULL;
	printf("
   yyy   %d",head->data);
	return (head);
}

//单链表测长
int length(node *head)
{
	int n=0;
	node *p;
	p=head;
	while(p!=NULL)
	{
		p=p->next;
		n++;
	}
	return (n);
}

//单链表打印
void print(node *head)
{
	node *p;
	int n;
	n=length(head);
	printf("
Now,These %d records are :
",n);
	p=head;
	if(head!=NULL)
		p=p->next;
	while(p!=NULL)
	{
		printf("
   uuu  %d    ",p->data);
		p=p->next;
	}
}

2、编程实现单链表删除节点。

      解析：如果删除的是头节点，如下图：

     则把head指针指向头节点的下一个节点。同时free p1，如下图所示：

    如果删除的是中间节点，如下图所示：

    则用p2的next指向p1的next同时，free p1 ，如下图所示：

 

答案：

//单链表删除节点
node *remove(node *head ,int num)
{
	node *p1,*p2;
	p1=head;
	while(num!=p1->data && p1->next!=NULL)//查找data为num的节点
	{
		p2=p1;
		p1=p1->next;
	}
	if(num==p1->data) //如果存在num节点，则删除
	{
		if(p1==head)
		{
			head=p1->next;
			free(p1);
		}
		else
		{
			p2->next=p1->next;
		}
	}
	else
	{
		printf("
%d could not been found",num);
	}
	return (head);
}

3、编写程序实现单链表的插入。

      解析：单链表的插入，如下图所示：

 

     如果插入在头结点以前，则p0的next指向p1，头节点指向p0，如下图所示：

 

    如果插入中间节点，如下图所示：

    则先让p2的next指向p0，再让p0指向p1，如下图所示：

    如果插入尾节点，如下图所示：

 

    则先让p1的next指向p0，再让p0指向空，如下图所示：

   答案：

//单链表插入节点
node *insert(node *head,int num)
{
	node *p0,*p1,*p2;
	p1=head;
	p0=(node *)malloc(sizeof(node));
	p0->data=num;
	while(p0->data > p1->data && p1->next!=NULL)
	{
		p2==p1;
		p1=p1->next;
	}
	if(p0->data<=p1->data)
	{
		if(head==p1)
		{
			p0->next=p1;
			head=p0;
		}
		else
		{
			p2->next=p0;
			p0->next=p1;
		}
	}
	else
	{
		p1->next=p0;
		p0->next=NULL;
	}
	return (head);
}

4、编程实现单链表的排序。

     答案：

//单链表排序
node *sort(node *head)
{
	node *p,*p2,*p3;
	int n;
	int temp;
	n=length(head);
	if(head==NULL ||head->next==NULL)//如果只有一个或者没有节点
		return head;
	p=head;
	for(int j=1;j<n;++j)
	{
		p=head;
		for(int i=0;i<n-j;++i)
		{
			if(p->data > p->next->data)
			{
				temp=p->data;
				p->data=p->next->data;
				p->next->data=temp;
			}
			p=p->next;
		}
	}
	return (head);
}

5、编写实现单链表的逆置。

     解析：单链表模型如下图所示：

    进行单链表逆置，首先要让p2的next指向p1，如下图所示：

 

    再由p1指向p2，p2指向p3，如下图所示：

 

    让后重复p2的next指向p1，p1指向p2，p2指向p3。

 

   答案：

//单链表逆置
node *reverse(node *head)
{
	node *p1,*p2,*p3;
	if(head==NULL || head->next==NULL)
		return head;
	p1=head;
	p2=p1->next;
	while(p2)
	{
		p3=p2->next;
		p2->next=p1;
		p1=p2;
		p2=p3;
	}
	head->next=NULL;
	head=p1;
	return head;
}

6、编程实现删除单链表的头元素。

    答案：

//删除单链表的头元素
void RemoveHead(node *head)
{
	node *p;
	p=head;
	head=head->next;
	free(p);
}

7、给出一个单链表，不知道节点N的值，怎么只遍历一次就可以求出中间节点，写出算法。

    解析：设立两个指针，比如*p和*q。p每次移动两个位置，即p=p->next->next，q每次移动一个位置，即q=q->next。当p达到最后一个节点时，q就是中间节点了。

    答案：

//给出一个单链表，不知道节点N的值，怎么只遍历一次就可以求出中间节点
void searchmid(node *head,node *mid)
{
	node *p,*q;
	p=head;
	q=head;
	while(p->next->next!=NULL)
	{
		p=p->next->next;
		q=q->next;
		mid=q;
	}
}

8、给定一个单向链表，设计一个时间优化并且空间优化的算法，找出该链表的倒数第m个元素。实现您的算法，注意处理相关的出错情况。m定义为当m=0时，返回链表最后一个元素。

    解析：这是一个难题，我们需要的是倒数第m个元素，所以如果我们从某个元素开始，遍历了m个元素之后刚好到达链表末尾，那么这个元素就是要找的元素。也许从链表的尾部倒推回去不是最好的办法，那么我们可以从链表头开始计数。

    思路一：我们可以先一次遍历求出链表的总长度n，然后顺序变量求出第n-m个元素，那么这个就是我们要找的元素了。

    思路二：我们用两个指针，一个当前位置指针p和一个指向第m个元素的指针q，需要确保两个指针之间相差m个元素，然后以同样的速度移动它们，如果当q到达链表末尾时，那么p指针就是指向倒数第m个元素了。

    答案：

//思路一
node *searchLastElement1(node *head,int m)
{
	if(head==NULL)
		return NULL;
	node *p=head;
	int count=0;
	while(p!=NULL)
	{
		p=p->next;
		count++;
	}

	if(count<m)
		return NULL;

	p=head;
	for(int i=0;i<count-m;i++)
	{
		p=p->next;
	}
	return p;
}

//思路二
node *searchLastElement2(node *head,int m)
{
	if(head==NULL)
		return NULL;
	node *p,*q;
	p=head;
	for(int i=0;i<m;i++)
	{
		if(p->next!=NULL)
		{
			p=p->next;
		}
		else
		{
			return NULL;
		}
	}

	q=head;
	while(p->next!=NULL)
	{
		p=p->next;
		q->next;
	}
	return q;
}