Question de l'interview : comment trouver rapidement le nœud du milieu d'une liste chaînée de longueur inconnue ?
arrière-plan
Je suis tombé par hasard sur une question d'entretien : comment trouver rapidement le nœud du milieu d'une liste chaînée de longueur inconnue ?
méthode
La première chose à laquelle j'ai pensé était une méthode de parcours très simple, puis j'ai appris une méthode de pointeurs rapides et lents.
méthode commune
principe
La méthode courante est très simple, parcourez d'abord la liste à liaison simple pour déterminer la longueur de la liste à liaison simple. Ensuite, partez du nœud principal et bouclez à nouveau N/2 fois pour trouver le nœud central de la liste chaînée.
La complexité de l'algorithme est O(N+N/2)=O(3N/2).
le code
void common_found_List(Linklist *L,int len)
{
Linklist *mid;
int i = 0;
Elemtype e;
mid = L;
len = len/2;
while(i<=len)
{
mid = mid->next;
i++;
}
e = mid->data;
printf("The middle data of the list is ：%d\n",e);
}
méthode avancée
Optimisez la méthode de recherche commune→★★★Vitesse et pointeur lent★★★
principe
Définissez les deux pointeurs p et mid pour pointer vers le nœud principal de la liste chaînée individuellement. Parmi eux, la vitesse de déplacement de p est le double de celle de mid. Lorsque *p pointe vers le nœud de fin, *mid pointe également vers le nœud du milieu.
La complexité de l'algorithme est O(N/2).
le code
void fast_slow_List(Linklist *L)
{
Linklist *f,*mid;
Elemtype e;
f = L;
mid = L;
while(f->next)
{
if(f->next->next)
{
f = f->next->next;
mid = mid->next;
}
else
{
f = f->next;
}
}
e = mid->next->data;
printf("The middle data of the list is ：%d\n",e);
}
Processus expérimental et résultats
code total
//<库函数>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<malloc.h>
#include<math.h>
//<相关参数的宏定义>
#define Len sizeof(Node)
#define N 20
typedef int Elemtype;
typedef struct Node
{
Elemtype data;
struct Node* next;
}Node;
typedef struct Node Linklist;
//功能函数
Linklist* Creat_L();
void Out_Linklist(Linklist *h);
void fast_slow_List(Linklist *L);
void common_found_List(Linklist *L,int len);
int Length_list(Linklist *L);
void main()
{
Linklist *L;
int k ;
int i ;
int len;
Elemtype x;
printf(" 《 Welcome to use the founction 》\n");
printf(" The founction can offer following service\n");
printf(" *******Please first Initlist*******\n\n");
printf(" 1、Initlist ->创建单链表\n");
printf(" 2、Insertlist ->输出链表长度操作\n");
printf(" 3、common_Foundlist ->普通方法查找中间元素操作\n");
printf(" 4、fast_Foundlist ->高级方法查找中间元素操作\n");
printf(" 0、Exitlist ->退出操作\n\n\n");
printf(" Please choose following digital：1、2、3、0\n");
printf(" Finish your idea!!!!!!\n");
do
{
printf("\n\nPlease Input your choice：");
scanf("%d",&k);
switch(k)
{
case 1:
{
L = Creat_L();
Out_Linklist(L);
}break;
case 2:
{
len = Length_list(L);
printf("The length of the list is：%d\n",len);
}break;
case 3:
{
len = Length_list(L);
common_found_List(L,len);
}break;
case 4:
{
fast_slow_List(L);
Out_Linklist(L);
}break;
}
}while(k!=0);
}
// <随机创建单链表>
Linklist* Creat_L()
{
int count = 0;
Linklist *h,*p,*s;
Elemtype x;
h = (Node*)malloc(Len);
h->next = NULL;
p = h;
//printf("Please Enter the FIRST Node data： ");
//scanf("%d",&x);
while(count < N) //假设终止条件
{
x = rand() % 50; //随机生成各节点，创建单链表
s = (Node*)malloc(Len);
s->data = x; //赋值
s->next = NULL;
p->next = s;
p = s;
//printf("Please Enter the NEXT Node data： ");
//scanf("%d",&x);
count++;
}
return h;
}
//<输出函数>
void Out_Linklist(Linklist *h)
{
Linklist *p;
p = h->next;
printf("Output Linklist：\n");
while(p)
{
if(p->next!=NULL)
{
printf("%d -> ",p->data);
p = p->next;
}
else
{
printf("%d",p->data);
p = p->next;
}
}
}
// <快慢指针查找函数：使用快慢指针查找中间值的操作，时间复杂度为O(N/2)>
void fast_slow_List(Linklist *L)
{
Linklist *f,*mid;
Elemtype e;
f = L;
mid = L;
while(f->next)
{
if(f->next->next)
{
f = f->next->next;
mid = mid->next;
}
else
{
f = f->next;
}
}
e = mid->next->data;
printf("The middle data of the list is ：%d\n",e);
}
//<长度函数>
int Length_list(Linklist *L)
{
int count = 0;
Linklist *p;
p = L;
while(p->next)
{
p = p->next;
count++;
}
//printf("The length of the list is：%d\n",count);
return count;
}
// <普通方法函数>
void common_found_List(Linklist *L,int len)
{
Linklist *mid;
int i = 0;
Elemtype e;
mid = L;
len = len/2;
while(i<=len)
{
mid = mid->next;
i++;
}
e = mid->data;
printf("The middle data of the list is ：%d\n",e);
}
résultat de l'opération
Résumer
L'utilisation de l'algorithme de pointeur rapide et lent pour trouver les nœuds intermédiaires de la liste chaînée est environ 3 fois plus rapide que l'algorithme commun. Bien sûr, il n'y a pas de différence de vitesse dans cet exemple, lorsqu'il y a beaucoup d'éléments, il y aura un écart plus évident.
De plus, les méthodes avancées ajouteront des points lors de votre entretien ! ! ! ! ! !