技巧一:理解指针或引用的含义
将某个变量赋值给指针,实际上就是将这个变量的地址赋值给指针,或者反过来说,指针中存储了这个变量的内存地址,指向了这个变量,通过指针就能找到这个变量。
常见链表代码
p->next=q
这行代码是说,p结点的next指针存储了q结点的内存地址。
p->next=p->next->next
这行代码表示,p结点的next指针存储了p结点的下下一个结点的内存地址。
技巧二:警惕指针丢失和内存泄漏
单链表的插入操作
p->next = x; // 将p的next指针指向x结点;
x->next = p->next; // 将x的结点的next指针指向b结点;
在上面这段代码中,p->next 指针在完成第一步操作之后,已经不再指向结点b了,而是指向结点x。第二行代码相当于将x赋值给x->next,自己指向自己。因此,整个链表也就断成了两半,从结点b往后的所有结点都无法访问到了。
x->next=p->next; 而p->next=x; 所以 x->next=p->next;等价于x->next=x; 所以指针断裂,x节点之后的节点丢失了。
上面代码只要将第1行和第2行代码颠倒下就OK了。
- 插入结点时,一定要注意操作的顺序
- 删除链表结点时,也一定要记得手动释放内存空间
技巧三:利用哨兵简化实现难度
单链表的插入和删除操作
在结点p后面插入一个新的结点
new_node->next = p->next;
p->next = new_node;
空链表中插入第一个结点
if (head == null) {
head = new_node;
}
删除结点p的后继结点
p->next = p->next->next;
删除链表中的最后一个结点
if (head->next == null) {
head = null;
}
针对链表的插入、删除操作,需要对插入第一个结点和删除最后一个结点的情况进行特殊处理。
哨兵,解决的是国家之间的边界问题。同理,这里说的哨兵也是解决“边界问题”的,不直接参与业务逻辑。
head=null表示一个空链表,如果引入哨兵结点,在任何时候,不管链表是不是空,head指针都会一直指向这个哨兵结点。我们把这种有哨兵结点的链表叫带头链表,没有哨兵结点的链表叫作不带头链表。
哨兵结点是不存储数据的。因为哨兵结点一直存在,所有插入第一个结点和插入其他结点,删除最后一个结点和删除其他结点,都可以统一为相同的代码实现逻辑了。
这种利用哨兵简化编程难度的技巧,在很多代码实现中都有用到,比如插入排序、归并排序、动态规划等。
哨兵实现代码
代码一
// 在数组a中,查找key,返回key所在的位置
// 其中,n表示数组a的长度
int find(char* a, int n, char key) {
// 边界条件处理,如果a为空,或者n<=0,说明数组中没有数据,就不用while循环比较了
if(a == null || n <= 0) {
return -1;
}
int i = 0;
// 这里有两个比较操作:i<n和a[i]==key.
while (i < n) {
if (a[i] == key) {
return i;
}
++i;
}
return -1;
}
代码二
// 在数组a中,查找key,返回key所在的位置
// 其中,n表示数组a的长度
// 我举2个例子,你可以拿例子走一下代码
// a = {4, 2, 3, 5, 9, 6} n=6 key = 7
// a = {4, 2, 3, 5, 9, 6} n=6 key = 6
int find(char* a, int n, char key) {
if(a == null || n <= 0) {
return -1;
}
// 这里因为要将a[n-1]的值替换成key,所以要特殊处理这个值
if (a[n-1] == key) {
return n-1;
}
// 把a[n-1]的值临时保存在变量tmp中,以便之后恢复。tmp=6。
// 之所以这样做的目的是:希望find()代码不要改变a数组中的内容
char tmp = a[n-1];
// 把key的值放到a[n-1]中,此时a = {4, 2, 3, 5, 9, 7}
a[n-1] = key;
int i = 0;
// while 循环比起代码一,少了i<n这个比较操作
while (a[i] != key) {
++i;
}
// 恢复a[n-1]原来的值,此时a= {4, 2, 3, 5, 9, 6}
a[n-1] = tmp;
if (i == n-1) {
// 如果i == n-1说明,在0...n-2之间都没有key,所以返回-1
return -1;
} else {
// 否则,返回i,就是等于key值的元素的下标
return i;
}
}
第二段代码中,我们通过一个哨兵 a[n-1] = key,成功省掉了一个比较语句 i<n,因此,当字符串a很长的时候,比如几万、几十万次时,第二段代码运行的更快(因为两段代码中执行次数最多的是while循环那部分)。
技巧四:重点留意边界条件处理
常用的用来检查链表代码是否正确的边界条件:
- 如果链表为空时,代码是否能正常工作?
- 如果链表只包含一个结点时,代码是否能正常工作?
- 如果链表只包含两个结点时,代码是否能正常工作?
- 代码逻辑在处理头结点和尾结点的时候,是否能正常工作?
技巧五:举例画图,辅助思考
技巧六:多写多练,没有捷径
5个常见的链表操作
- 单链表反转
- 链表中环的检测
- 两个有序的链表合并
- 删除链表倒数第 n 个结点
- 求链表的中间结点
练习题LeetCode对应编号:206,141,21,19,876