程序员面试题精选100题(33)-在O(1)时间删除链表结点[数据结构]
題目:給定鏈表的頭指針和一個結點指針,在O(1)時間刪除該結點。鏈表結點的定義如下:
struct ListNode {int m_nKey;ListNode* m_pNext; };函數的聲明如下:
void DeleteNode(ListNode* pListHead, ListNode* pToBeDeleted);分析:這是一道廣為流傳的Google面試題,能有效考察我們的編程基本功,還能考察我們的反應速度,更重要的是,還能考察我們對時間復雜度的理解。
在鏈表中刪除一個結點,最常規的做法是從鏈表的頭結點開始,順序查找要刪除的結點,找到之后再刪除。由于需要順序查找,時間復雜度自然就是O(n)?了。
我們之所以需要從頭結點開始查找要刪除的結點,是因為我們需要得到要刪除的結點的前面一個結點。我們試著換一種思路。我們可以從給定的結點得到它的下一個結點。這個時候我們實際刪除的是它的下一個結點,由于我們已經得到實際刪除的結點的前面一個結點,因此完全是可以實現的。當然,在刪除之前,我們需要需要把給定的結點的下一個結點的數據拷貝到給定的結點中。此時,時間復雜度為O(1)。
上面的思路還有一個問題:如果刪除的結點位于鏈表的尾部,沒有下一個結點,怎么辦?我們仍然從鏈表的頭結點開始,順便遍歷得到給定結點的前序結點,并完成刪除操作。這個時候時間復雜度是O(n)。
那題目要求我們需要在O(1)時間完成刪除操作,我們的算法是不是不符合要求?實際上,假設鏈表總共有n個結點,我們的算法在n-1總情況下時間復雜度是O(1),只有當給定的結點處于鏈表末尾的時候,時間復雜度為O(n)。那么平均時間復雜度[(n-1)*O(1)+O(n)]/n,仍然為O(1)。
基于前面的分析,我們不難寫出下面的代碼。
參考代碼:
/// // Delete a node in a list // Input: pListHead - the head of list // pToBeDeleted - the node to be deleted /// void DeleteNode(ListNode* pListHead, ListNode* pToBeDeleted) {if(!pListHead || !pToBeDeleted)return;// if pToBeDeleted is not the last node in the listif(pToBeDeleted->m_pNext != NULL){// copy data from the node next to pToBeDeletedListNode* pNext = pToBeDeleted->m_pNext;pToBeDeleted->m_nKey = pNext->m_nKey;pToBeDeleted->m_pNext = pNext->m_pNext;// delete the node next to the pToBeDeleteddelete pNext;pNext = NULL;}// if pToBeDeleted is the last node in the listelse{// get the node prior to pToBeDeletedListNode* pNode = pListHead;while(pNode->m_pNext != pToBeDeleted){pNode = pNode->m_pNext; }// deleted pToBeDeletedpNode->m_pNext = NULL;delete pToBeDeleted;pToBeDeleted = NULL;} }值得注意的是,為了讓代碼看起來簡潔一些,上面的代碼基于兩個假設:(1)給定的結點的確在鏈表中;(2)給定的要刪除的結點不是鏈表的頭結點。不考慮第一個假設對代碼的魯棒性是有影響的。至于第二個假設,當整個列表只有一個結點時,代碼會有問題。但這個假設不算很過分,因為在有些鏈表的實現中,會創建一個虛擬的鏈表頭,并不是一個實際的鏈表結點。這樣要刪除的結點就不可能是鏈表的頭結點了。當然,在面試中,我們可以把這些假設和面試官交流。這樣,面試官還是會覺得我們考慮問題很周到的。
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總結
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