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如何進入google,算法面試技能全面提高指南java
有一種較爲特殊的單向鏈表，以下：
node
這種鏈表一個特色是，除了next指向下一個節點外，它還多了一個指針jump,這個指針指向隊列中的某一個節點,這個節點能夠是當前節點本身，也能夠是隊列中的其餘節點。例如上圖，節點0的jump指針指向了最後一個節點，而節點1的jump指針指向了它本身。這種鏈表有一個專門的名稱，叫Posting List.面試
要求，你設計一個算法，複製給定的一個Posting List。算法的時間複雜度是O(n), 算法除了運行分配賦值節點所需的內存外，不能分配多餘內存，例如給定上面隊列，你的算法智能多分配五個節點的內存。算法能夠更改原隊列，當更改後，須要將隊列恢復原狀。算法
這道題目有必定難度，難點在於如何複製jump指針。若是沒有jump指針，那麼複製一個單項鍊表是很容易的。咱們先設想一個最簡單的作法，先不考慮jump節點，先把單項隊列複製出來，而後再考慮如何設置新隊列節點的jump指針。微信
一個作法是，給定一個具體的節點，而後將隊列遍歷以便，判斷jump節點與當前節點的距離，例如給定節點0，咱們經過遍歷得知，jump指向的節點，與當前節點有四個節點的距離，而後在新複製的隊列中，重新賦值的節點0日後走4個節點，找到新拷貝的節點4，接着把新節點0的jump指針指向新生成的節點4.dom
上面作法有個問題就是，設置每一個節點的jump指針時，都得將隊列遍歷一次，這樣的話，整個算法複雜度會是 O(n^2).但題目要求，算法複雜度必須是O(n),由此，咱們必須從新思考新的算法。機器學習
個人作法是這樣的，首先遍歷隊列，爲每一個節點生成一個拷貝：函數
接着，把原節點的next指針指向對應的拷貝節點，拷貝節點的next指針指向原節點原來next指向的節點：post
通過上面的變更，原節點跟它本身的拷貝鏈接了起來，同時原隊列的鏈接性任然得以保持，例如圖中，上面的節點0要抵達它的下一個節點，那麼只須要經過next指針到達它的拷貝節點，也就是下面的節點0，而後再經過拷貝節點的next指針就能夠抵達上面的節點1了。學習
此時，新節點的jump指針就容易設置了，例如要設置新拷貝的節點0的jump指針，先經過它原節點的jump指針，找到節點4，而後再經過節點4的next指針，找到節點4的拷貝節點，也就是上圖下方的節點4，最後把拷貝節點0的 jump指針設置成對應的上圖下方的節點4便可。若是用node來表示原節點，cpNode來表示對應的拷貝節點，下面代碼就能夠設置拷貝節點的jump指針：
cpNode = node.next; //得到拷貝節點 cpNode.jump = node.jump.next;
遍歷原隊列的每一個節點，採起上面的操做，這樣，新拷貝節點的jump指針就可以正確的設置了。
最後，恢復原隊列以及設置拷貝節點的next指針。因爲拷貝節點的next指針，指向原節點原來next指向的對象，由此只要把原節點的next設置爲拷貝節點的next指向的對象，就能夠復原原來的狀態。拷貝節點0的next要想指向拷貝節點1，首先經過它本身的next，找到原節點1，也就是圖中上方的節點1，而後經過原節點1的next找到對應的拷貝節點，也就是圖中下方的節點1，因而把拷貝節點0的next指針就能夠指向拷貝節點1，從而實現圖中下方的節點0經過next指針指向拷貝節點1。實現代碼以下：
cpNode = node.next; //得到拷貝節點 node.next = cpNode.next; //恢復原節點的next指針 node = node.next; cpNode.next = node.next; //將當前拷貝節點的next指針指向下一個拷貝節點。
上面算法，每一步驟的時間複雜度都是o(n),同時咱們只爲新節點分配內存，除此只爲，並無多餘的內存分配，所以，算法符合題目要求。咱們看看具體的代碼實現：
public class ListUtility {
private Node tail;
private Node head;
private int listLen = 0;
private int postingListLen = 0;
HashMap<Integer, PostingNode> map = new HashMap<Integer, PostingNode>();
PostingNode createPostingList(int nodeNum) {
if (nodeNum <= 0) {
return null;
}
postingListLen = nodeNum;
PostingNode postingHead = null, postingTail = null;
PostingNode postingNode = null;
int val = 0;
while (nodeNum > 0) {
if (postingNode == null) {
postingHead = new PostingNode();
postingHead.val = val;
postingNode = postingHead;
postingTail = postingHead;
} else {
postingNode.next = new PostingNode();
postingNode = postingNode.next;
postingNode.val = val;
postingNode.next = null;
postingTail = postingNode;
}
map.put(val, postingNode);
val++;
nodeNum--;
}
PostingNode tempHead = postingHead;
createJumpNode(tempHead);
return postingHead;
}
private void createJumpNode(PostingNode pHead) {
Random ra = new Random();
while (pHead != null) {
int n = ra.nextInt(postingListLen);
pHead.jump = map.get(n);
pHead = pHead.next;
}
}
public void printPostingList(PostingNode pHead) {
while (pHead != null) {
System.out.print("(node val:" + pHead.val + " jump val : " + pHead.jump.val + " ) ->");
pHead = pHead.next;
}
System.out.print(" null ");
}
....
}
上面的代碼用於建立一個Posting list, 鏈表的複雜算法實如今類PostingList.java中，代碼以下：
public class PostingList {
private PostingNode head ;
private PostingNode copyHead;
public PostingList(PostingNode node) {
this.head = node;
}
public PostingNode copyPostingList() {
createPostingNodes();
createJumpNodes();
ajustNextPointer();
return copyHead;
}
private void createPostingNodes() {
PostingNode node = null;
PostingNode tempHead = head;
while (tempHead != null) {
node = new PostingNode();
node.next = tempHead.next;
node.val = tempHead.val;
tempHead.next = node;
tempHead = node.next;
}
}
private void createJumpNodes() {
PostingNode temp = head;
copyHead = temp.next;
while (temp != null) {
PostingNode cpNode = temp.next;
cpNode.jump = temp.jump.next;
temp = cpNode.next;
}
}
private void ajustNextPointer() {
PostingNode temp = head;
while (temp != null) {
PostingNode cpNode = temp.next;
temp.next = cpNode.next;
temp = temp.next;
if (temp != null) {
cpNode.next = temp.next;
} else {
cpNode.next = null;
}
}
}
}
createPostingNodes 執行的是步驟1，它爲每個節點生成一個拷貝。
createJumpNodes 執行步驟2，它爲每個拷貝節點設置他們對應的jump指針
ajustNextPointer 執行步驟3，它調整原隊列節點的next指針，以及設置拷貝節點的next指針。
每一個函數裏，只包含一個while循環，用於遍歷隊列，所以算法實現的複雜度是o(n).具體的代碼講解和調試演示過程，請參看視頻。
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