链表面试题

本文探讨了链表和顺序表的优缺点,指出链表在动态数据结构中具有较高的空间效率,适合频繁插入删除操作;顺序表则适用于需要随机访问和较少增容的情况。并列举了10道常见的链表面试题目,包括单链表的打印、删除、插入、约瑟夫环、逆置、排序、合并、查找中间节点和倒数第k个节点等操作。

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1.比较顺序表和链表的优缺点,说说它们分别在什么场景下使用?

链表是一种动态的数据结构,因为在创建链表时,我们不需要知道链表的长度,当插入一个结点时,只需要为该结点分配内存,然后调整指针的指向来确保新结点被连接到链表中。所以,它不像顺序表,内存是一次性分配完毕的,而是每添加一个结点分配一次内存。正是因为这点,所以它没有闲置的内存,比起顺序表,空间效率更高。

顺序表 :两大问题 增容与插入删除数据时间复杂度为O(n)(尾部插入删除时间复杂为O(1)) 优点是支持随机访问 在需要频繁查找的情况下 可以使用顺序表

链表:插入删除效率高为O(1) 查找因需要遍历链表所以为O(n) 在需要频频繁插入删除数据情况下可以选择链表

2.从尾到头打印单链表

//们无法像是数组那样直接的逆序遍历,因为链表并不是一次性分配内存,
//我们无法使用索引来获取链表中的值,所以我们只能是从头到尾的遍历链表,
//然后我们的输出是从尾到头   类似于栈的后进先出
void reversePrintList(ListNode* head)
{
   stack<ListNode*> sta;
   if(head==NULL){
      return;
    }
    ListNode* pNode=head;
    while(pNode!=NULL){
        sta.push(pNode->data);
        pNode=pNode->next;
    }
    while(!sta.empty())   
    {
     printf(%d\n,sta.top());
     sta.pop();
    }
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////
//也可以使用递归来处理
void reversePrintList(ListNode* head){
       if(head==NULL||head->next==NULL)
          { 
             return;
          }else{
          reversePrintList(head->next);
          printf(%d\n, head->data);
          }   
}
//但使用递归就意味着可能发生栈溢出的风险,
//尤其是链表非常长的时候。所以,基于循环实现的栈的鲁棒性要好一些。

3.删除一个无头单链表的非尾节点

// 一般情况下我们删除只需要将它的前一个结点的next指向它的next 然后释放它自己
//但是现在不知它的前一个 因此我们就需要转换一哈子 将它下一个结点的值赋给它 然后
//删除它的下一个结点就OJBK.
void delete
<think>我们正在处理一个关于C语言表面试题的问题。根据用户的问题,我们需要提供一些常见的C语言表面试题,并给出解答。参考引用内容,我们可以总结出一些常见的表面试题1.从尾到头打印单表(递归和非递归)2.删除一个无头单表的非尾节点(不能遍历表)3.移除表元素4.反转表5.表的中间节点6.返回倒数第k个节点7.合并两个有序表8.分割表9.回文10.相交11.环形表(判断是否有环,返回入环的第一个节点)12.随机表的复制(深度拷贝)我们选择其中几个经典题目进行详细解答。注意:在回答中,我们需要使用正确的LaTeX格式,并且按照要求使用$...$和$$...$$。同时,回答使用中文,并在最后生成相关问题。由于引用中已经提供了一些代码和思路,我们可以参考这些内容,但需要用自己的话组织,并确保正确性。下面开始组织回答。</think>### C语言表常见面试题解析 表是数据结构中的核心内容,也是C语言面试的必考点。以下是常见题型及解析: #### 1. 反转表 **题目要求**:将单表所有节点逆序排列。 ```c struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head) { struct ListNode *prev = NULL, *cur = head; while (cur) { struct ListNode *next = cur->next; // 保存后继节点 cur->next = prev; // 反转指针 prev = cur; // 前移prev cur = next; // 前移cur } return prev; // 新头节点 } ``` **核心思想**:三指针法(prev/cur/next),时间复杂度 $O(n)$,空间复杂度 $O(1)$[^2]。 #### 2. 环形表检测 **题目要求**:判断表是否有环,并返回入环节点。 ```c struct ListNode *detectCycle(struct ListNode *head) { struct ListNode *slow = head, *fast = head; while (fast && fast->next) { slow = slow->next; fast = fast->next->next; if (slow == fast) { // 相遇点 while (head != slow) { // 找入环节点 head = head->next; slow = slow->next; } return slow; } } return NULL; } ``` **数学原理**:设头到入环点距离 $a$,环长 $L$,快慢指针速度比 $2:1$,相遇时慢指针位移 $s$,则 $2s = s + nL$ → $s = nL$。重置指针后同步移动 $a$ 步必在入环点相遇[^3]。 #### 3. 删除无头表非尾节点 **题目要求**:在无头节点指针情况下删除指定节点(非尾节点)。 ```c void deleteNode(struct ListNode* node) { node->val = node->next->val; // 复制后继值 struct ListNode* tmp = node->next; node->next = tmp->next; // 跳过后继节点 free(tmp); // 释放内存 } ``` **关键点**:通过值复制和指针跳过实现 $O(1)$ 删除[^1]。 #### 4. 合并两个有序表 **题目要求**:将两个升序表合并为一个新表。 ```c struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* l1, struct ListNode* l2) { if (!l1) return l2; if (!l2) return l1; if (l1->val < l2->val) { l1->next = mergeTwoLists(l1->next, l2); return l1; } else { l2->next = mergeTwoLists(l1, l2->next); return l2; } } ``` **优化方向**:递归法空间复杂度 $O(n)$,可改为迭代法优化至 $O(1)$[^4]。 #### 5. 复杂表的复制 **题目要求**:深度拷贝带随机指针的表。 ```c struct Node* copyRandomList(struct Node* head) { if (!head) return NULL; // 1. 创建交织表: A->A'->B->B' struct Node* cur = head; while (cur) { struct Node* copy = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node)); copy->val = cur->val; copy->next = cur->next; cur->next = copy; cur = copy->next; } // 2. 复制随机指针 cur = head; while (cur) { if (cur->random) cur->next->random = cur->random->next; cur = cur->next->next; } // 3. 分离表 cur = head; struct Node* newHead = head->next; while (cur) { struct Node* tmp = cur->next; cur->next = tmp->next; if (tmp->next) tmp->next = tmp->next->next; cur = cur->next; } return newHead; } ``` **核心技巧**:三次遍历(插入/复制随机指针/分离),时间复杂度 $O(n)$[^3]。
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