Cracking the Coding Interview（linked list）

第二章的内容主要是关于链表的一些问题。

基础代码：

class  LinkNode
{
public:
int linknum;
LinkNode *next;
int isvisit;
protected:
private:
};

extern void printlinkedlist(LinkNode* head);
extern LinkNode* createlinkedlist();
extern LinkNode* addfirst(LinkNode* ln,LinkNode* head);
extern LinkNode* addlast (LinkNode* ln,LinkNode* head);
extern LinkNode* remove  (LinkNode* ln,LinkNode* head);
extern LinkNode* addloop (LinkNode* ln,LinkNode* head);

extern LinkNode* removeduplicate1(LinkNode* head);
extern LinkNode* removeduplicate2(LinkNode* head);

extern LinkNode* findlastnthnode(LinkNode* head,int n);
extern LinkNode* add(LinkNode* h1,LinkNode* h2);

extern LinkNode* deletemiddle(LinkNode* head,int linknum);

extern LinkNode* backbeginloop(LinkNode* head);

LinkNode* createlinkedlist()
{
LinkNode *head;
head = new LinkNode();
head->next = NULL;
return head;
}
LinkNode* addfirst(LinkNode* ln,LinkNode* head)
{
ln->next = head->next;
head->next = ln;
return head;
}
LinkNode* addlast (LinkNode* ln,LinkNode* head)
{
LinkNode* iterator;
iterator = head;
while (iterator->next != NULL)
{
iterator = iterator->next;
}
ln->next = iterator->next;
iterator->next = ln;
return head;
}
LinkNode* remove  (LinkNode* ln,LinkNode* head)
{
LinkNode* iterator = head;
while (iterator->next != NULL)
{
if (iterator->next->linknum == ln->linknum)
iterator->next = iterator->next->next;
iterator = iterator->next;
}
return head;
}

LinkNode* addloop (LinkNode* ln,LinkNode* head)
{
LinkNode* iterator = head;
while (iterator->next != ln)
{
iterator = iterator->next;
}
LinkNode* newiterator = iterator->next;
while (iterator->next != NULL)
{
iterator = iterator->next;
}
iterator->next = newiterator;
return head;
}

1.Wirte code to remove duplicates from an unsorted linked list。How would you solve this problem if a temporary buffer is not allowed？

我的思路：移除链表中重复的元素，按照第一张数组中的思路。一种利用hashtable标记元素是否已经存在，若存在则删除。另外一种思路不利用额外的存储空间的方法利用双重循环，一个指针检查一个节点时候，另外一个指针检查其他所有的元素，相同则删除。

（1）

LinkNode* removeduplicate1(LinkNode* head)
{
int array[26] = {0};
LinkNode* iterator = head;
while (iterator->next != NULL)
{
array[iterator->next->linknum-1]++;
if (array[iterator->next->linknum-1] > 1)
iterator->next = iterator->next->next;
else
iterator = iterator->next;
}
return head;
}

（2）

LinkNode* removeduplicate2(LinkNode* head)
{
LinkNode* tmphead;
tmphead = head->next;
while (tmphead != NULL)
{
remove(tmphead,tmphead);
tmphead = tmphead->next;
}
return head;
}

书中的一些解决方案：

其实很类似，只是在第二种方法的时候，它的方案是外层循环1~tail，然后内层循环head~外层循环位置。

2.Implement an algorithm to find the nth to last element of a single linked list.

由于这个题目之前某次实习面试的时候被问到了，我当时不知道如何得到这个问题，当时给出的思路是遍历至链表的尾部，然后从尾部向前计数。当然这种思路比较蠢...

回来之后求助于网络，了解到利用两个指针一次便利即可完成此操作。

LinkNode* findlastnthnode(LinkNode* head,int n)
{
int count = 0;
LinkNode* iterator = head->next;
LinkNode* niterator = head->next;
while(iterator != NULL)
{
iterator = iterator->next;
if (count >= n)
{
niterator = niterator -> next;
}
count++;
}
return niterator;
}

书中的一些解决方案：

3.Implement an algorithm to delete a node in the middle of a single linked list given only access to that node.For example:

Input:the node 'c' from the linked list a->b->c->d->e

Result:nothing is returned,but the new linked list looks like a->b->d->e

这个题目我其实没有怎么理解，只有那个节点的访问权又是何意。in the middle of我理解成了中间的一个，所以我的代码是判断是否是这个字符，如果是则检查是否是中间的一个，如果是，则删除。

LinkNode* deletemiddle(LinkNode* head,int linknum)
{
LinkNode* iterator = head;
int prevcount = 0;
int nextcount = 0;
while (iterator->next->linknum != NULL)
{
prevcount++;
if (iterator->next->linknum == linknum)
{
nextcount = 0;
LinkNode* newiterator = iterator;
while (newiterator->next != NULL)
{
nextcount++;
newiterator = newiterator->next;
}
if (prevcount == nextcount)
{
iterator->next = iterator->next->next;
break;
}
}
iterator = iterator->next;
}
return head;
}

书中的一些解决方案：

我不太确定书中的描述：

The Solution to this is to simply copy the data from the next node into this node and then delete the next node.

NOTE:This problem can not be solved if the node to be deleted is the last node in the linked list.???这里的描述不是很明白。

4.You have two numbers represented by a linked list,where each node contains a single digit.The digits are stored in reverse order,such that the 1's digit is at the head of the list.Write a function that adds the two numbers and returns the sum as a linked list.For example:

input:3->1->5+5->9->2

output:8->0->8

简单的加法运算。首先可以每位进行相加，如果超过了10，则进位。若是最后一个元素超过10，则需要开辟新的节点。

LinkNode* add(LinkNode* h1,LinkNode* h2)
{
LinkNode* it1 = h1->next;
LinkNode* it2 = h2->next;
int back = 0;
LinkNode* newhead = new LinkNode();
while(it1 != NULL || it2 != NULL)
{
int num = back;
back = 0;
if (it1 != NULL)
{
num += it1->linknum;
it1 = it1->next;
}
if (it2 != NULL)
{
num += it2->linknum;
it2 = it2->next;
}
if (num >= 10)
{
num -= 10;
back ++;
}
LinkNode* ln = new LinkNode();
ln->linknum = num;
addlast(ln,newhead);
}
if (back != 0)
{
LinkNode* last = new LinkNode();
last->linknum = back;
addlast(last,newhead);
}
return newhead;
}

书中的一些解决方案：

整体思路类似，只是书中的参考利用递归计算。

　　5.Given a circular linked list,implement an algorithm which returns node at the beginning of the loop.

　　Definition:

　　Circular linked list:A linked list in which a node's next pointer points to an eariler node,so as to make a loop in the linked list.

　　For example:

　　input:a->b->c->d->e->c

　　output:c

这个题目看起来十分容易，但是我写起来的时候却想不起来解决方案。因为遍历这个链表根本不会有结束的条件，死循环。我执行程序的时候发现的这个问题。

后来只有改变链表内部节点的结构，添加一个标志位，如果访问过则标记，这样就容易找到开始循环的地方。

//broken the linkedlist node,maybe I can use an array or vector?
LinkNode* backbeginloop(LinkNode* head)
{
LinkNode* iterator = head->next;
while (iterator->isvisit == 0)
{
iterator->isvisit = 1;
iterator = iterator->next;
}
return iterator;
}

书中的解决方案：

这个题目的思考方式我觉得挺新颖的。可以这么理解，比如一个操场上两个人从共同的起点一起跑步，一个人的速度刚好是另外一个人速度的两倍，所以他们第二次必定相遇在起点的地方。这样就存在了一个结束条件。

但是这里链表的开始不能保证是起点，也就是说慢速的那个人到达链表循环的起点时候，速度快的那个人已经超过了速度慢的人k距离这么远（k为链表起点至循环起点的距离）。所以考虑不同起点的速度不同的两个人的相遇的情况...这其实是一个数据问题了，像我这种数学不是很给力的怎么也得列一个方程。 (2*speed*t + k )%n = speed*t %n

这里每次前进1，所以速度为1，则（2*t+k）%n = t%n，可以得到这个第一个t的值为n-k，所以第一次相遇在n-k的地方。

所以相遇的地方再前进k步就到达了循环的起点。然后链表的起点至循环的起点距离刚刚也是k，所以这里又是一个结束的条件。

LinkedListNode FindBeginning(LinkedListNode head) {
LinkedListNode n1 = head;
LinkedListNode n2 = head;
//step1 meeting before k at beginning loop
while(n2.next != null) {
n1 = n1.next;
n2 = n2.next.next;
if ( n1 == n2)
break;
}
if(n2.next == null) {
return null;
}
n1 = head;
//step 2,meeting at the beginning loop
while(n1 != n2) {
n1 = n1.next;
n2 = n2.next;
}
return n2;
}