【剑指offer】面试题13、在 O(1)时间上删除链表结点

题目：给定单向链表的头指针和一个结点指针，定义一个函数在O(1)时间删除该结点。链表结点与函数的定义如下：
typedef struct Node
{
    int m_nValue;
    struct Node *m_pNext;
}ListNode, *pListNode;

void DeleteNode(ListNode **pHead, ListNode *pToBeDeleted);

 　在单链表中删除一个结点，最常用的做法莫过于从链表的头结点开始，顺序遍历查找并找到要删除的结点，然后再进行删除操作。

 　比如在下图（a）所示的链表中，我们想要删除结点 i，我们就可以从头结点开始遍历该链表，遍历到 h 结点时，会发现 h 的下一个结点 i 就是我们所要删除的结点。这样我们可以把 h 的 m_pNext指向 i 的下个结点 j。指针调整之后我们就可以安全删除结点 i 并保证链表没有断开。

这种顺序查找的时间复杂度为 O(n)。

 

之所以需要从头开始查找，是因为我们需要得到将被删除的前面一个结点。在单链表中，结点中没有指向前一个结点的指针，因此只好从链表的头结点开始顺序查找。

那么是不是一定需要得到被删除结点的前一个结点呢？答案是否定的。以上面（a）链表为例。我们可以很方便的得到要删除结点 i 的下一个结点 j。如果我们把下一个结点 j 的内容复制到欲删除结点 i 上，再把下个结点 j 删除，这样不就相当于把当前需要删除的结点 i 删除了么【实际删除的为结点 j 】。

上述思路还有个问题：如果我们要删除的结点位于链表的尾部呢。那么它就没有下个结点。这样我们就需要从链表的头结点开始，进行顺序遍历并删除。

最后还有一点：除了上面两种情况，还有个特例。就是链表中只有一个结点。上面的两种情况我们在进行删除操作时，不需要删除头结点。而当只有一个结点时，我们不仅要删除函数给出的结点pToBeDeleted，同时还要将链表的头结点设置为NULL。

完整的代码如下：

// deleteNode.c
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"

#define N 10

typedef struct Node
{
    int m_nValue;
    struct Node *m_pNext;
}ListNode, *pListNode;

void deleteNode(ListNode **pHead, ListNode *pToBeDeleted);
// 获得要删除结点
ListNode *getNodeIndex(ListNode *pHead, int index);

void createList(ListNode **pHead, int len)
{
    ListNode *pTail = NULL;

    while(len--)
    {
        ListNode *pNew = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
        pNew->m_nValue = rand()%100;
        pNew->m_pNext = NULL;

        if(*pHead == NULL)
        {
            *pHead = pNew;
            pTail = pNew;
        }
        else
        {
            pTail->m_pNext = pNew;
            pTail = pNew;
        }
    }
}

void printList(ListNode *pHead)
{
    while(pHead != NULL)
    {
        printf("%3d ", pHead->m_nValue);
        pHead = pHead->m_pNext;
    }
    printf("
");
}

void deleteNode(ListNode **pHead, ListNode *pToBeDeleted)
{
    if(!pHead || !pToBeDeleted)
        return;

    // 链表有多个结点，并且删除的不是尾结点
    if(pToBeDeleted->m_pNext != NULL)
    {
        ListNode *pNext = pToBeDeleted->m_pNext;
        pToBeDeleted->m_nValue = pNext->m_nValue;
        pToBeDeleted->m_pNext = pNext->m_pNext;

        free(pNext);
        pNext = NULL;
    }
    // 还剩两种情况：要么链表只有一个结点，要么删除的是尾结点(含有多个结点)
    else if(*pHead == pToBeDeleted)// 链表只有一个结点
    {
        free(pToBeDeleted);
        pToBeDeleted = NULL;
        *pHead = NULL;
    }
    else // 多个结点，并且删除的是尾结点
    {
        ListNode *curNode = *pHead;
        while(curNode->m_pNext != pToBeDeleted) // 找到删除结点的前一个结点
            curNode = curNode->m_pNext;

        curNode->m_pNext = NULL;
        free(pToBeDeleted);
        pToBeDeleted = NULL;
    }
}

ListNode *getNodeIndex(ListNode *pHead, int index)
{
    if(!pHead || index < 0)
        return NULL;

    ListNode *node = pHead; 
    while(--index)
        node = node->m_pNext;
    return node;
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    ListNode *pHead = NULL;

    createList(&pHead, N);
    printf("Before: ");
    printList(pHead);

    ListNode *pToBeDeleted = getNodeIndex(pHead, 3);
    deleteNode(&pHead, pToBeDeleted);
    printf("After: ");
    printList(pHead);

    return 0;
}

本文完。