链表面试题

本文详细介绍了链表的基本操作,包括单链表的反转、检测单链表是否有环及找到环的入口点、检测两个单链表是否相交并返回相交节点等。还介绍了如何在O(1)时间内删除链表节点、如何只给定单链表中某个非空节点在前面插入一个节点、如何删除链表中倒数第k个节点等内容。

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struct ListNode
{
	int 	     m_nKey;
	ListNode     *m_pNext;
};


Q1:单链表反转。

Q2:检测单链表是否有环,如果有环的话,找到环的入口点。
Q3:检测两个单链表是否相交,如果相交,返回相交节点。
Q4:从尾到头输出链表。
Q5:在O(1)时间删除链表节点。
Q6:只给定单链表中某个非空节点p,在p前面插入一个节点。
Q7:给定链表头结点,删除链表中倒数第k个节点。
Q8:链表排序。
Q9:两个有序链表合并。
Q10:找出链表的中间元素。
A10:使用快慢指针,慢指针每次向前走一步,快指针每次向前走两步,快指针为NULL时,慢指针就指向中间元素。

<think>我们正在处理一个关于C语言链表面试题的问题。根据用户的问题,我们需要提供一些常见的C语言链表面试题,并给出解答。参考引用内容,我们可以总结出一些常见的链表面试题:1.从尾到头打印单链表(递归和非递归)2.删除一个无头单链表的非尾节点(不能遍历链表)3.移除链表元素4.反转链表5.链表的中间节点6.返回倒数第k个节点7.合并两个有序链表8.分割链表9.回文链表10.相交链表11.环形链表(判断是否有环,返回入环的第一个节点)12.随机链表的复制(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语言链表常见面试题解析 链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. 反转链表 **题目要求**:将单链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. 环形链表检测 **题目要求**:判断链表是否有环,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. 删除无头链表非尾节点 **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. 合并两个有序链表 **题目要求**:将两个升序链表合并为一个新链表。 ```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. 复杂链表的复制 **题目要求**:深度拷贝带随机指针的链表。 ```c struct Node* copyRandomList(struct Node* head) { if (!head) return NULL; // 1. 创建交织链表: 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. 分离链表 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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