链表面试题

本文整理了多种链表面试题,包括从尾到头打印单链表、删除无头单链表非尾节点、单链表插入节点、约瑟夫环问题、逆置单链表、链表排序、合并有序链表、寻找链表中间节点、倒数第k个节点、判断链表环、求环长度与入口、链表相交点等。提供了详细的解题思路和方法。

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前言:

在面试中,最经常被提及的就是链表,,但又因为需要对指针进行操作,凡是涉及到指针的,都需要我们具有良好的编程基础才能确保代码没有任何错误。

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,它不像数组,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,比起数组,空间效率更高。

在这里我整理了一部分的链表面试题,希望对大家有所帮助。

1. 从尾到头打印单链表 

方法一:可以把链表中链接节点的指针反转过来,改变链表的方向,然后就可以从头到尾输出了 。但是这种方法会改变链表本身的结构。是否改变链表的结构?这取决于题目的要求。

方法二:可以考虑用栈来实现。遍历链表的顺序是从头到尾,而输出的顺序是从尾到头,这就是典型的“后进先出”。每经过一个节点,就把该节点的数据存放到栈中,遍历结束后再从栈中取出来。而栈本质上就是递归,此处可以用递归来实现。

           方法三:可以多遍历几遍,每次遍历到链表的末尾,打印;再从头遍历到末尾的前面一个节点,打印;如此反复。

void PrintTailToHead(pNode plist)
{
	if (plist == NULL)
		return;
	if (plist->next == NULL)
		printf("%d", plist->data);
	pNode cur = plist;
	pNode tail = NULL;
	while (plist != tail)
	{
		cur = plist;
		while (cur->next != tail)
		{
			cur = cur->next;
		}
		printf("%d-->", cur->data);
		tail = cur;
	}
	printf("Over\n");
}

void PrintTailToHeadR(pNode pList)//递归实现
{
      if(pList != NULL)
      {
           if(pList->next != NULL)
           {
                  PrintTailToHeadR(pList->next);
           }
       printf("%d-->", pList->data);
      }
}

2. 删除一个无头单链表的非尾节点 

这道题的意思是不给头节点,只给需要删除的这个非尾节点。很多人第一次接触这个题目有点束手无策,因为我们要删除一个单链表的某个节点,需要让这个节点的上一个节点指向这个节点的下一个节点,从而达到删除的目的。而此题不给头节点就会让人没有头绪,因为单向链表只能单向遍历,不能找到它前面的节点,而相交于找前面一个节点,我们可以找后面一个节点,因为本节点中就含有指向下一个节点的指针。我们可以把下一个结点的内容复制到需要删除的结点上覆盖原有的内容,再把下一个结点删除,那其实也就是相当于将当前的结点删除。

void EraseNotTail(pNode pos)//把后面一个节点的值赋给它本身,再删除它后面的那个节点
{
	pNode del = NULL;
	assert(pos != NULL);
	assert(pos->next != NULL);
	del = pos->next;
	pos->data = pos->next->data;
	pos->next = pos->next->next;
	free(del);
	del = NULL;
}

3.在一个无头节点的插入一个节点

此题跟上一题有些相似,单向链表只能在某个无头节点的后面插入一个节点,再把这两个节点的数据交换。

void  InsertNode(pNode pos, Datatype d)
{
	pNode NewNode = BuyNode(d);
	NewNode->next = pos->next;
	pos->next = NewNode;
	Datatype tmp = pos->data;
	pos->data = NewNode->data;
	NewNode->data = tmp;
}

4.单链表实现约瑟夫环 

约瑟夫环(约瑟夫问题)是一个数学的应用问题:已知n个人(以编号1,2,3…n分别表示)围坐在一张圆桌周围。从编号为k的人开始报数,数到m的那个人出列;他的下一个人又从1开始报数,数到m的那个人又出列;依此规律重复下去,直到圆桌周围的人全部出列。通常解决这类问题时我们把编号从0~n-1,最

<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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