链表追赶

题目描述:输入一个单向链表,输出该链表中倒数第k个结点,
链表的倒数第0个结点为链表的尾指针。

分析:设置两个指针p1,p2,首先p1和p2都指向head,然后p2向前走k步,这样p1和p2之间就间隔k个节点,最后p1和p2同时向前移动,直至p2走到链表末尾。

题目描述:给出两个单向链表的头指针(如下图所示),

比如h1、h2,判断这两个链表是否相交。这里为了简化问题,我们假设两个链表均不带环。

分析:这是来自编程之美上的微软亚院的一道面试题目。请跟着我的思路步步深入(部分文字引自编程之美):

  1. 直接循环判断第一个链表的每个节点是否在第二个链表中。但,这种方法的时间复杂度为O(Length(h1) * Length(h2))。显然,我们得找到一种更为有效的方法,至少不能是O(N^2)的复杂度。
  2. 针对第一个链表直接构造hash表,然后查询hash表,判断第二个链表的每个结点是否在hash表出现,如果所有的第二个链表的结点都能在hash表中找到,即说明第二个链表与第一个链表有相同的结点。时间复杂度为为线性:O(Length(h1) + Length(h2)),同时为了存储第一个链表的所有节点,空间复杂度为O(Length(h1))。是否还有更好的方法呢,既能够以线性时间复杂度解决问题,又能减少存储空间?
  3. 进一步考虑“如果两个没有环的链表相交于某一节点,那么在这个节点之后的所有节点都是两个链表共有的”这个特点,我们可以知道,如果它们相交,则最后一个节点一定是共有的。而我们很容易能得到链表的最后一个节点,所以这成了我们简化解法的一个主要突破口。那么,我们只要判断俩个链表的尾指针是否相等。相等,则链表相交;否则,链表不相交。
    所以,先遍历第一个链表,记住最后一个节点。然后遍历第二个链表,到最后一个节点时和第一个链表的最后一个节点做比较,如果相同,则相交,否则,不相交。这样我们就得到了一个时间复杂度,它为O((Length(h1) + Length(h2)),而且只用了一个额外的指针来存储最后一个节点。这个方法时间复杂度为线性O(N),空间复杂度为O(1),显然比解法三更胜一筹。
  4. 上面的问题都是针对链表无环的,那么如果现在,链表是有环的呢?还能找到最后一个结点进行判断么?上面的方法还同样有效么?显然,这个问题的本质已经转化为判断链表是否有环。那么,如何来判断链表是否有环呢?

总结:
所以,事实上,这个判断两个链表是否相交的问题就转化成了:
1.先判断带不带环
2.如果都不带环,就判断尾节点是否相等
3.如果都带环,判断一链表上俩指针相遇的那个节点,在不在另一条链表上。
如果在,则相交,如果不在,则不相交。

    1、那么,如何编写代码来判断链表是否有环呢?因为很多的时候,你给出了问题的思路后,面试官可能还要追加你的代码,ok,如下(设置两个指针(p1, p2),初始值都指向头,p1每次前进一步,p2每次前进二步,如果链表存在环,则p2先进入环,p1后进入环,两个指针在环中走动,必定相遇)

求两个链表相交的第一个节点
思路:在判断是否相交的过程中要分别遍历两个链表,同时记录下各自长度。

题目描述:
    在一条左右水平放置的直线轨道上任选两个点,放置两个机器人,请用如下指令系统为机器人设计控制程序,使这两个机器人能够在直线轨道上相遇。(注意两个机器人用你写的同一个程序来控制)
    指令系统:只包含4条指令,向左、向右、条件判定、无条件跳转。其中向左(右)指令每次能控制机器人向左(右)移动一步;条件判定指令能对机器人所在的位置进行条件测试,测试结果是如果对方机器人曾经到过这里就返回true,否则返回false;无条件跳转,类似汇编里面的跳转,可以跳转到任何地方。

分析:我尽量以最清晰的方式来说明这个问题(大部分内容来自ivan,big等人的讨论):
      1、首先题目要求很简单,就是要你想办法让A最终能赶上B,A在后,B在前,都向右移动,如果它们的速度永远一致,那A是永远无法追赶上B的。但题目给出了一个条件判断指令,即如果A或B某个机器人向前移动时,若是某个机器人经过的点是第二个机器人曾经经过的点,那么程序返回true。对的,就是抓住这一点,A到达曾经B经过的点后,发现此后的路是B此前经过的,那么A开始提速两倍,B一直保持原来的一倍速度不变,那样的话,A势必会在|AB|/move_right个单位时间内,追上B。ok,简单伪代码如下:

start:
if(at the position other robots have not reached)
    move_right
if(at the position other robots have reached)
    move_right
    move_right
goto start

再简单解释下上面的伪代码(@big):
A------------B
|                  |
在A到达B点前,两者都只有第一条if为真,即以相同的速度向右移动,在A到达B后,A只满足第二个if,即以两倍的速度向右移动,B依然只满足第一个if,则速度保持不变,经过|AB|/move_right个单位时间,A就可以追上B。

     2、有个细节又出现了,正如ivan所说,

if(at the position other robots have reached)
    move_right
    move_right

上面这个分支不一定能提速的。why?因为如果if条件花的时间很少,而move指令发的时间很大(实际很可能是这样),那么两个机器人的速度还是基本是一样的。

那作如何修改呢?:

start:
if(at the position other robots have not reached)
    move_right
    move_left
    move_right
if(at the position other robots have reached)
    move_right
goto start

-------

这样改后,A的速度应该比B快了。

      3、然要是说每个指令处理速度都很快,AB岂不是一直以相同的速度右移了?那到底该作何修改呢?请看:

go_step()
{
   向右
   向左
   向右
}
--------
三个时间单位才向右一步

go_2step()
{
   向右
}
------

    一个时间单向右一步向左和向右花的时间是同样的,并且会占用一定时间。 如果条件判定指令时间比移令花的时间较少的话,应该上面两种步法,后者比前者快。

posted @ 2011-08-06 19:23  _CX_  阅读(193)  评论(0编辑  收藏  举报