• 【Java】 剑指offer(17) 在O(1)时间删除链表结点


    本文参考自《剑指offer》一书,代码采用Java语言。

    更多:《剑指Offer》Java实现合集  

    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。

    思路

      通常那样从头开始查找删除需要的时间为O(n),要在O(1)时间删除某结点,可以这样实现:设待删除结点i的下一个结点为j,把j的值复制到i,再把i的指针指向j的下一个结点,最后删除j,效果就相当于删除j。

      注意特殊情况:1.当待删除结点i为尾结点时,无下一个结点,则只能从头到尾顺序遍历;2.当链表中只有一个结点时(即是头结点,又是尾结点),必须把头结点也设置为null。

      本题有个缺陷:要求O(1)时间删除,相当于隐藏了一个假设:待删除的结点的确在表中

    测试算例

      1.功能测试(多个结点链表,删除头结点、中间结点和尾结点;单个结点链表)

      2.特殊测试(头结点或删除结点为null)

    完整Java代码

    (含测试代码)

    package _18;
    /**
     * 
     * @Description 面试题18(一):在O(1)时间删除链表结点
     *
     * @author yongh
     * @date 2018年9月18日 下午3:57:59
     */
    
    //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。
    
    //注:本题存在缺陷,要求O(1)时间,则无法确定待删除结点的确在表中
    
    public class DeleteNodeInList {
    	public class ListNode{
    		int val;
    		ListNode next;
    		public ListNode(int value,ListNode nextNode) {
    			val=value;
    			next=nextNode;
    		}
    	}
    	
    	/**
    	 * 返回值:头结点
    	 * 返回值不可以为void,否则头结点无法删除
    	 * 即:函数中虽然令head=null,但返回到主程序后,
    	 * head还是不变,所以令该函数返回值为ListNode
    	 */
    	public ListNode deleteNode(ListNode head,ListNode pToBeDeleted) {
    		if(head==null||pToBeDeleted==null)
    			return head;
    		//待删除结点不是尾结点
    		if(pToBeDeleted.next!=null) {
    			ListNode nextNode=pToBeDeleted.next;
    			pToBeDeleted.val=nextNode.val;
    			pToBeDeleted.next=nextNode.next;
    			nextNode=null;
    		//只有一个结点(即是尾结点,又是头结点)
    		}else if(head==pToBeDeleted) {
    			pToBeDeleted=null;
    			head=null;
    		//链表含多个结点,删除尾结点
    		}else {
    			ListNode preNode=head;
    			while(preNode.next!=pToBeDeleted && preNode!=null) {
    				preNode=preNode.next;
    			}
    			if(preNode==null) {
    				System.out.println("无法找到待删除结点!");
    				return head;
    			}			
    			preNode.next=null;
    			pToBeDeleted=null;
    		}
    		return head;
    	}	
    	 
    	//=========测试代码==========
    	void test(ListNode head,ListNode PToBeDelete) {
    		System.out.println("============");
    		System.out.print("The original list is: ");
    		ListNode curr=head;
    		if(curr!=null) {
    			while(curr.next!=null) {
    				System.out.print(curr.val+",");
    				curr=curr.next;
    			}
    			System.out.println(curr.val);
    		}else {
    			System.out.println();
    		}
    		
    		System.out.print("The node to be deleted is: ");
    		if(PToBeDelete!=null)
    			System.out.println(PToBeDelete.val);
    		else
    			System.out.println();
    		
    		curr=deleteNode(head, PToBeDelete);		
    		System.out.print("The result list is: ");
    		if(curr!=null) {
    			while(curr.next!=null) {
    				System.out.print(curr.val+",");
    				curr=curr.next;
    			}
    			System.out.println(curr.val);
    		}else {
    			System.out.println();
    		}
    		System.out.println("============");
    	}
    	
    	/**
    	 * 链表含多个结点,删除头结点
    	 */
    	void test1() {
    		ListNode p4=new ListNode(4, null);
    		ListNode p3=new ListNode(3, p4);
    		ListNode p2=new ListNode(2, p3);
    		ListNode p1=new ListNode(1, p2);
    		test(p1, p1);
    	}
    	
    	/**
    	 * 链表含多个结点,删除中间结点
    	 */
    	void test2() {
    		ListNode p4=new ListNode(4, null);
    		ListNode p3=new ListNode(3, p4);
    		ListNode p2=new ListNode(2, p3);
    		ListNode p1=new ListNode(1, p2);
    		test(p1, p3);
    	}
    	
    	/**
    	 * 链表含多个结点,删除尾结点
    	 */
    	void test3() {
    		ListNode p4=new ListNode(4, null);
    		ListNode p3=new ListNode(3, p4);
    		ListNode p2=new ListNode(2, p3);
    		ListNode p1=new ListNode(1, p2);
    		test(p1, p4);
    	}
    	
    	/**
    	 * 链表含一个结点,删除结点
    	 */
    	void test4() {
    		ListNode p4=new ListNode(4, null);
    		test(p4, p4);
    	}
    	
    	/**
    	 * 链表为空
    	 */
    	void test5() {
    		test(null, null);
    	}
    		
    	public static void main(String[] args) {
    		DeleteNodeInList demo = new DeleteNodeInList();
    		demo.test1();
    		demo.test2();
    		demo.test3();
    		demo.test4();
    		demo.test5();
    	}
    }
    

      

    ============
    The original list is: 1,2,3,4
    The node to be deleted is: 1
    The result list is: 2,3,4
    ============
    ============
    The original list is: 1,2,3,4
    The node to be deleted is: 3
    The result list is: 1,2,4
    ============
    ============
    The original list is: 1,2,3,4
    The node to be deleted is: 4
    The result list is: 1,2,3
    ============
    ============
    The original list is: 4
    The node to be deleted is: 4
    The result list is: 
    ============
    ============
    The original list is: 
    The node to be deleted is: 
    The result list is: 
    ============
    DeleteNodeInList

    收获

      1.链表中删除结点的方法中,虽然直接令head=null了,但在主函数中的head还是不变,因此要令删除结点的返回值为ListNode,将返回值赋值给主函数中的head,这样才能实现真正的删除。

      2.另一种情况可以令删除函数返回值为void,只是需要定义一个头结点head(1中的head相当于是第一个结点),这个头结点中不存任何数据,仅仅起到指针的作用,第一个结点是头结点的下一个结点,通过对head.next操作,能够实现真正的删除。

      3.和链表有关的特殊情况:头结点,尾结点,链表仅一个结点,null等。

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