【面试题】单链表的操作2

单链表的建立、插入等替他操作见本人博客：

单链表的基本操作 http://10741357.blog.51cto.com/10731357/1736387

【面试题】单链表的操作1 http://10741357.blog.51cto.com/10731357/1736395

介绍了4种有关单链表的面试题，对于以下链表要求的实现，解题的思路很重要。例如两个有序链表的合并，实现约瑟夫环及链表成环问题。

各函数的实现，代码如下：

SListNode* MergeList(SListNode* L1, SListNode* L2)//合并两个有序链表，合并后依然有序
{//认为不带头结点的单链表，注意应判断两个链表是否为空if (L1 == NULL)return L2;if (L2 == NULL)return L1;//if (L1 || L2)//  return L1 = NULL ? L2 : L1;SListNode* NewHead = NULL;SListNode* pHead1 = L1;SListNode* pHead2 = L2;//进行一次比较，找出较小的值，使NewHead指向新链表的头结点if (pHead1->data < pHead2->data){NewHead = pHead1;pHead1 = pHead1->next;}else{NewHead = pHead2;pHead2 = pHead2->next;}//用tail指针进行比较和移动SListNode* tail = NewHead;while (pHead1 && pHead2){if (pHead1->data < pHead2->data){tail->next = pHead1;pHead1 = pHead1->next;}else{tail->next = pHead2;pHead2 = pHead2->next;}tail = tail->next;}//如果两个链表不一样长时，将其链接在新链表的后面if (pHead1)tail->next = pHead1;elsetail->next = pHead2;return NewHead;
}void BubbleSort(SListNode* pHead)//冒泡排序单链表
{
    if (pHead == NULL || pHead->next == NULL)
        return;
    int exchange = 0;//标志位判断排序是否已达到有序
    SListNode* tail = pHead->next;//比较n-1趟
    SListNode* tmp = NULL;//设置每趟的结束标志
    while (tail)
    {//两个指针cur，next进行比较和移动
        SListNode* cur = pHead;
        SListNode* next = pHead->next;

        while (cur->next != tmp)
        {
            if (cur->data > next->data)
            {
                exchange = 1;
                DataType tmp = cur->data;
                cur->data = next->data;
                next->data = tmp;
            }
            cur = cur->next;
            next = next->next;
        }
        if (exchange == 0)//如果没有发生交换，则链表已有序
            break;
        tail = tail->next;
        tmp = cur;//tmp指向cur，即下一趟比较在tmp处结束
    }
}SListNode* JosephCycle(SListNode* pHead, int k)//单链表实现约瑟夫环
{//判断链表及k是否有效if (pHead == NULL || k <= 0)return NULL;SListNode* cur = pHead;while (1){if (cur->next == cur)return cur;int count = k;while (--count)cur = cur->next;//替换法删除结点SListNode* next = cur->next;cur->data = next->data;cur->next = next->next;free(next);}return NULL;
}//判断单链表是否带环？若带环，求环长度，求环入口点
SListNode* CheckCycle(SListNode* pHead)//检查是否带环
{//利用快慢指针，慢指针走一步，快指针走两步；如果存在环，两个指针一定会相遇。if (pHead == NULL || pHead->next == NULL)return NULL;SListNode* slow = pHead;SListNode* fast = pHead;while (fast && fast->next)//条件为fast和fast->next都不为空{slow = slow->next;fast = fast->next->next;if (fast == slow)return slow;//如何带环返回相遇的结点}return NULL;
}int GetCycleLength(SListNode* MeetNode)//求环的长度
{//检查是否带环，即存在相遇点，走一圈就可以求出环的长度assert(MeetNode);SListNode* cur = MeetNode;int count = 0;do{count++;cur = cur->next;} while (cur != MeetNode);return count;
}SListNode* GetEntryNode1(SListNode* pHead)//求环的入口地址
{//检查是否有环，通过快慢指针分别从头结点和相遇结点处开始走，相遇点即为入口结点if (pHead == NULL || pHead->next == NULL)return NULL;SListNode* meetnode = CheckCycle(pHead);SListNode* slow = pHead;SListNode* fast = meetnode;while(slow && fast){if (slow == fast)return fast;slow = slow->next;fast = fast->next;}return NULL;
}int SListLength(SListNode* pHead)//分别求环形链表被拆成两条链表的链表长度
{if (pHead == NULL)return 0;int count = 0;SListNode* cur = pHead;while (cur){cur = cur->next;count++;}return count;
}SListNode* GetEntryNode2(SListNode* pHead)//求环的入口地址---两个链表相交思想
{//检查是否有环，在聚点处截断，求出两个链表相交点即为入口地址if (pHead == NULL || pHead->next == NULL)return NULL;SListNode* cur1 = pHead;SListNode* cur2 = CheckCycle(pHead)->next;CheckCycle(pHead)->next = NULL;//此法造成数据丢失int len1 = SListLength(cur1);int len2 = SListLength(cur2);PrintSList(cur1);printf("\n---------------------\n");PrintSList(cur2);int errand;//两个链表的长度差//长链表先走errand步if (len1 > len2){errand = len1 - len2;while (errand--)cur1 = cur1->next;}else{errand = len2 - len1;while (errand--)cur2 = cur2->next;}//两个链表同步前进while (cur1 != cur2){cur1 = cur1->next;cur2 = cur2->next;} return cur2;
}

各函数测试用例如下：

void Test10()
{//【面试题七】合并两个有序链表，合并后依然有序SListNode* phead1 = NULL;SListNode* phead2 = NULL;PushBack_Cpp(phead1, 1);PushBack_Cpp(phead1, 3);PushBack_Cpp(phead1, 6);PushBack_Cpp(phead2, 2);PushBack_Cpp(phead2, 4);PushBack_Cpp(phead2, 5);PushBack_Cpp(phead2, 7);SListNode* phead = MergeList(phead1,phead2);PrintSList(phead);printf("\n---------------------\n");
}void Test11()
{//【面试题八】冒泡排序单链表SListNode *phead = NULL;PushBack_Cpp(phead, 4);PushBack_Cpp(phead, 5);PushBack_Cpp(phead, 3);PushBack_Cpp(phead, 2);PushBack_Cpp(phead, 6);PushBack_Cpp(phead, 1);PrintSList(phead);printf("\n---------------------\n");BubbleSort(phead);PrintSList(phead);
}void Test12()
{//【面试题九】单链表实现约瑟夫环SListNode *phead = NULL;PushBack_Cpp(phead, 1);PushBack_Cpp(phead, 2);PushBack_Cpp(phead, 3);PushBack_Cpp(phead, 4);PushBack_Cpp(phead, 5);PushBack_Cpp(phead, 6);PrintSList(phead);printf("\n---------------------\n");Find(phead, 6)->next = Find(phead, 1);//将链表构成一个环，尾接头SListNode* FindNode = JosephCycle(phead,3);printf("%d\n",FindNode->data);
}void Test13()
{//【面试题十】判断单链表是否带环？若带环，求环长度，求环入口点SListNode *phead = NULL;PushBack_Cpp(phead, 1);PushBack_Cpp(phead, 2);PushBack_Cpp(phead, 3);PushBack_Cpp(phead, 4);PushBack_Cpp(phead, 5);PushBack_Cpp(phead, 6);PushBack_Cpp(phead, 7);PrintSList(phead);printf("\n---------------------\n");Find(phead, 6)->next = Find(phead, 3);SListNode* meetnode = CheckCycle(phead);//检查是否带环printf("%d\n", meetnode->data);if (meetnode==NULL)printf("该单链表不带环！\n");else{printf("该单链表带环！\n");int len = GetCycleLength(meetnode);//求环的长度printf("length = %d\n", len);SListNode* entry1 = GetEntryNode1(phead);//求环的入口地址printf("入口处为：%d\n", entry1->data);printf("\n---------------------\n");SListNode* entry2 = GetEntryNode2(phead);//求环的入口地址printf("\n入口处为：%d\n", entry2->data);}
}
int main()
{Test7();printf("\n***********************\n");Test8();printf("\n***********************\n");Test9();printf("\n***********************\n");Test10();printf("\n***********************\n");Test11();printf("\n***********************\n");Test12();printf("\n***********************\n");Test13();system("pause");
}

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