c语言 链表面试题
时间: 2025-06-19 09:12:53 浏览: 4
<think>我们正在处理一个关于C语言链表面试题的问题。根据用户的问题,我们需要提供一些常见的C语言链表面试题,并给出解答。参考引用内容,我们可以总结出一些常见的链表面试题:1.从尾到头打印单链表(递归和非递归)2.删除一个无头单链表的非尾节点(不能遍历链表)3.移除链表元素4.反转链表5.链表的中间节点6.返回倒数第k个节点7.合并两个有序链表8.分割链表9.回文链表10.相交链表11.环形链表(判断是否有环,返回入环的第一个节点)12.随机链表的复制(深度拷贝)我们选择其中几个经典题目进行详细解答。注意:在回答中,我们需要使用正确的LaTeX格式,并且按照要求使用$...$和$$...$$。同时,回答使用中文,并在最后生成相关问题。由于引用中已经提供了一些代码和思路,我们可以参考这些内容,但需要用自己的话组织,并确保正确性。下面开始组织回答。</think>### C语言链表常见面试题解析
链表是数据结构中的核心内容,也是C语言面试的必考点。以下是常见题型及解析:
#### 1. 反转链表
**题目要求**:将单链表所有节点逆序排列。
```c
struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head) {
struct ListNode *prev = NULL, *cur = head;
while (cur) {
struct ListNode *next = cur->next; // 保存后继节点
cur->next = prev; // 反转指针
prev = cur; // 前移prev
cur = next; // 前移cur
}
return prev; // 新头节点
}
```
**核心思想**:三指针法(prev/cur/next),时间复杂度 $O(n)$,空间复杂度 $O(1)$[^2]。
#### 2. 环形链表检测
**题目要求**:判断链表是否有环,并返回入环节点。
```c
struct ListNode *detectCycle(struct ListNode *head) {
struct ListNode *slow = head, *fast = head;
while (fast && fast->next) {
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
if (slow == fast) { // 相遇点
while (head != slow) { // 找入环节点
head = head->next;
slow = slow->next;
}
return slow;
}
}
return NULL;
}
```
**数学原理**:设头到入环点距离 $a$,环长 $L$,快慢指针速度比 $2:1$,相遇时慢指针位移 $s$,则 $2s = s + nL$ → $s = nL$。重置指针后同步移动 $a$ 步必在入环点相遇[^3]。
#### 3. 删除无头链表非尾节点
**题目要求**:在无头节点指针情况下删除指定节点(非尾节点)。
```c
void deleteNode(struct ListNode* node) {
node->val = node->next->val; // 复制后继值
struct ListNode* tmp = node->next;
node->next = tmp->next; // 跳过后继节点
free(tmp); // 释放内存
}
```
**关键点**:通过值复制和指针跳过实现 $O(1)$ 删除[^1]。
#### 4. 合并两个有序链表
**题目要求**:将两个升序链表合并为一个新链表。
```c
struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* l1, struct ListNode* l2) {
if (!l1) return l2;
if (!l2) return l1;
if (l1->val < l2->val) {
l1->next = mergeTwoLists(l1->next, l2);
return l1;
} else {
l2->next = mergeTwoLists(l1, l2->next);
return l2;
}
}
```
**优化方向**:递归法空间复杂度 $O(n)$,可改为迭代法优化至 $O(1)$[^4]。
#### 5. 复杂链表的复制
**题目要求**:深度拷贝带随机指针的链表。
```c
struct Node* copyRandomList(struct Node* head) {
if (!head) return NULL;
// 1. 创建交织链表: A->A'->B->B'
struct Node* cur = head;
while (cur) {
struct Node* copy = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
copy->val = cur->val;
copy->next = cur->next;
cur->next = copy;
cur = copy->next;
}
// 2. 复制随机指针
cur = head;
while (cur) {
if (cur->random)
cur->next->random = cur->random->next;
cur = cur->next->next;
}
// 3. 分离链表
cur = head;
struct Node* newHead = head->next;
while (cur) {
struct Node* tmp = cur->next;
cur->next = tmp->next;
if (tmp->next) tmp->next = tmp->next->next;
cur = cur->next;
}
return newHead;
}
```
**核心技巧**:三次遍历(插入/复制随机指针/分离),时间复杂度 $O(n)$[^3]。
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