Объединение двух отсортированных связанных списков

Это один из вопросов программирования, заданных во время письменного теста Microsoft. Я задаю вопрос и ответ, который я придумал. Вещь - это мой ответ, хотя выглядит всесторонне (по крайней мере для меня), я чувствую, что количество строк можно уменьшить. Его спросили в C, и я человек Java, но мне удалось его закодировать (мой ответ может содержать слишком много Java-подобных синтаксисов)

Хорошо, вот вопрос.

У вас есть два списка, которые уже вы должны объединить их и вернуть новый список без каких-либо дополнительных дополнительных узлы. Возвращенный список должен быть также отсортированы.

Подпись метода:

Node* MergeLists(Node* list1, Node* list2);

struct Node{
    int data;
    Node *next;
}

Ниже приведено решение, которое я придумал,

Node* MergeLists(Node* list1, Node* list2){
    Node* mergedList;
    if(list1 == null && list2 ==null){//if both are null, return null
        return null;
    }
    if(list1 == null){//if list1 is null, simply return list2
        return list2;
    }
    if(list2 == null){//if list2 is null, simply return list1
        return list1;
    }
    if(list1.data < list2.data){//initialize mergedList pointer to list1 if list1 data is lesser
        mergedList = list1;
    }else{//initialize mergedList pointer to list2 if list2 data is lesser or equal
        mergedList = list2;
    }
    while(list1!=null && list2!=null){
        if(list1.data < list2.data){
            mergedList->next = list1;
            list1 = list1->next;
        }else{
            mergedList->next = list2;
            list2 = list2->next;
        }
    }
    if(list1 == null){//remaining nodes of list2 appended to mergedList when list1 has reached its end.
        mergedList->next = list2;
    }else{//remaining nodes of list1 appended to mergedList when list2 has reached its end
        mergedList->next = list1;
    }
    return mergedList;
}

Я очень уверен, что это можно улучшить. Пожалуйста, помогите мне найти, какие строки излишне добавлены. Пожалуйста, не стесняйтесь критиковать мои синтаксические ошибки и логику.

Спасибо!

Ответ 1

Ваш код перегружен с помощью if -s, вставленных для обработки "особых" случаев, что сильно раздувает его и затрудняет чтение. Обычно это происходит, когда вы решаете обрабатывать специальные случаи "по коду" вместо того, чтобы находить способ их обработки "по данным". В заявлении Дэвида Уилера говорится: "Все проблемы в информатике могут быть решены другим уровнем косвенности". Этот "дополнительный уровень косвенности" обычно очень хорошо работает со списками, что помогает значительно уменьшить беспорядок, созданный этими if s.

Чтобы проиллюстрировать сказанное выше, вот как выглядит мой код

#define SWAP_PTRS(a, b) do { void *t = (a); (a) = (b); (b) = t; } while (0)

Node* MergeLists(Node* list1, Node* list2) 
{
  Node *list = NULL, **pnext = &list;

  if (list2 == NULL)
    return list1;

  while (list1 != NULL)
  {
    if (list1->data > list2->data)
      SWAP_PTRS(list1, list2);

    *pnext = list1;
    pnext = &list1->next;
    list1 = *pnext;
  }

  *pnext = list2;
  return list;
}

Некоторые могут утверждать, что использование дополнительного уровня косвенности в указателе pnext на самом деле делает код более трудным для чтения. Я согласен с тем, что для новичков подход может создать определенные трудности, но для опытного программиста это должно легко усваиваться как идиома.

Ответ 2

Самая яркая ошибка в вашем цикле, вы продолжаете перезаписывать mergedList- > next, теряя ранее добавленный node. То есть, ваш возвращенный список никогда не будет содержать более двух узлов, независимо от ввода...

Прошло некоторое время с тех пор, как я сделал C, но я бы сделал это следующим образом:

Node* merge(Node* list1, Node* list2) {
    Node* merged = null;
    Node** tail = &merged;

    while (list1 && list2) {
        if (list1->data < list2->data) {
            *tail = list1;
            list1 = list1->next;
        } else {
            *tail = list2;
            list2 = list2->next;
        }
        tail = &((*tail)->next);
    }
    *tail = list1 ? list1 : list2;
    return merged;
}

Ответ 3

Мой прием, с тестовым примером

До сих пор все ответы были интересными и хорошо сделанными. Возможно, что это больше похоже на то, что хотел бы видеть интервьюер, с участием DRY/DIE и TDD.: -)

#include <stdio.h>

typedef struct ns {
    int data;
    struct ns *next;
} Node;

Node l1[] = {
  { 1, &l1[1] },
  { 3, &l1[2] },
  { 5, &l1[3] },
  { 7, &l1[4] },
  { 9, &l1[5] },
  {11, 0 },
};

Node l2[] = {
  { 2, &l2[1] },
  { 4, &l2[2] },
  { 6, 0 },
};

Node* MergeLists(Node* list1, Node* list2) {
  Node *t, **xt;
  for(xt = &t; list1 || list2;) {
    Node **z = list1 == NULL ? &list2 :
               list2 == NULL ? &list1 :
               list1->data < list2->data ? &list1 : &list2;
    *xt = *z;
     xt = &(*z)->next;
    *z  = *xt;
  }
  *xt = NULL;
  return t;
}

int main(void) {
  for(Node *t = MergeLists(l1, l2); t; t = t->next) 
    printf("%d\n", t->data);
  return 0;
}

Ответ 4

Он не выглядит более элегантным, чем это:

Node* merge2(Node* n1, Node* n2) {
    n1->next = merge(n1->next, n2);
    return n1;
}

Node* merge(Node* n1, Node* n2) {
    return (n1 == null) ? n2 :
           (n2 == null) ? n1 :
           (n1->data < n2->data) ?
               merge2(n1, n2) :
               merge2(n2, n1);
}

Предполагая, что вы понимаете рекурсию, это так же ясно, как и получается.

Я должен указать, что это полезно только для ответа на интервью (где, по-видимому, проявление ясности мысли имеет большее влияние, чем просто показ того, что вы знаете, как писать программы). На практике вы не захотите объединять этот путь, поскольку он использует глубину стека O(n), что, вероятно, вызовет переполнение стека. Кроме того, это не хвостовая рекурсия, поэтому она не оптимизирована для компилятора.

Ответ 5

Divide et Impera

(т.е. MergeSort)

Ответ 6

Таким образом, слияние полигена с AndreyT мы получаем:

Node* merge(Node* n1, Node* n2) {
    return (n1 == null) ? n2 :
           (n2 == null) ? n1 :
             (n1->data < n2->data) ? 
               (n1->next = merge(n1->next, n2), n1) : 
               (n2->next = merge(n2->next, n1), n2)}

Я не могу претендовать на кредит для этого, но он является самым кратким и показывает симметрию между двумя аргументами, не вводит никаких неясных вспомогательных функций. Я не уверен, что оптимизирующий компилятор увидит здесь хвостовую рекурсию, но я это сделаю. Отступ - последний штрих.

Ответ 7

Используйте рекурсию. Код выглядит следующим образом:

ListNode* mergeTwoSortedLists(ListNode* pHead1, ListNode* pHead2)
{
    if(pHead1 == NULL)
        return pHead2;
    else if(pHead2 == NULL)
        return pHead1;

    ListNode* pMergedHead = NULL;

    if(pHead1->m_nValue < pHead2->m_nValue)
    {
        pMergedHead = pHead1;
        pMergedHead->m_pNext = mergeTwoSortedLists(pHead1->m_pNext, pHead2);
    }
    else
    {
        pMergedHead = pHead2;
        pMergedHead->m_pNext = mergeTwoSortedLists(pHead1, pHead2->m_pNext);
    }

    return pMergedHead;
}

Ответ 8

public void Merge(LinkList list1, LinkList list2) {
        if (list1.head == null && list2.head == null) {
            System.out.println("Empty list"); //Check if lists are empty
        }
        if (list1.head == null) { //If list1 is empty print list2
            list2.printList();
        }
        if (list2.head == null) { //If list2 is empty print list1
            list1.printList(); 
        }
        LinkList list3 = new LinkList(); //create a new LinkList object for merging
        Node a = list1.head; //Beginning of list1
        Node b = list2.head; //Beginning of list2
        while (a != null && b != null) { //Until list ends
            if (a.value <= b.value) { //Compare values of list1 against list2
                list3.insert(a.value); //Insert values to new list
                a = a.next;
            } else if (a.value >= b.value) {
                list3.insert(b.value);
                b = b.next;
            }  else if (a.value == b.value){ //Insert only unique values and discard repeated values
            list3.insert(a.value);
            a = a.next;
            b = b.next;
        }
        }
        if (a == null) {
            while (b != null) {
                list3.insert(b.value); //If list1 becomes empty, attach rest of the list2 to list3
                b = b.next;
            }
        }
        if (b == null) {
            while (a != null) {
                list3.insert(a.value);
                a = a.next;
            }
        }
        list3.printList(); //print merged list
    }
}

Привет, ребята! Я готовился к интервью в этом месяце, и пока я работал над этой проблемой, это решение, с которым я столкнулся. Я сравнил свое решение со многими решениями, которые вы разместили здесь, и нашел мою программу чрезвычайно продолжительной. Хотя я считаю, что это проще понять и реализовать, есть ли лучшее решение в Java для существующего кода. Я ищу лучшее решение по временной сложности. Любая помощь/направление/подсказка оценены.

PS: Мне не удалось найти решение Java для программ, перечисленных выше в C, которые использовали указатели.

Ответ 9

Это мое занятие. В отличие от других решений, он идентифицирует и пропускает последовательные узлы в одном списке, которые меньше или равны головке node другого списка. Глава другого списка присоединяется в конце такой последовательности, и процесс повторяется после переключения ролей. Этот подход минимизирует количество присвоений Node.next, одновременно ограничивая тестирование NULL для отдельной проверки на каждой итерации.

Node * merge(Node *list1, Node *list2)
{
    if (!list1) return list2;
    if (!list2) return list1;

    Node *tmp;

    // compare head nodes and swap lists to guarantee list1 has the smallest node
    if (list1->val > list2->val) {
        tmp = list2;
        list2 = list1;
        list1 = tmp;
    }

    Node *tail = list1;

    do {
        // Advance the tail pointer skipping over all the elements in the result
        // which have smaller or equal value than the first node on list2
        while (tail->next && (tail->next->val <= list2->val)) {
            tail = tail->next;
        }
        // concat list2 at tail of result and make the rest after tail list2 
        tmp = tail->next;
        tail->next = list2;
        tail = list2;
        list2 = tmp;
    } while (list2);

    return list1;
}

Ответ 10

#include<stdio.h>

typedef struct NODE
{
    int data;
    struct NODE * next;
}NODE;

NODE * func(NODE*,NODE*);
int main()
{
    int i;
    int size;
    int value;
    NODE * head1,*head2,*newNode,*ptr,*final;
    printf("\nPlease enter the number of elements\n");
    scanf("%d",&size);

    for(i=0;i<size;i++)
    {
            printf("List 1\n");
            printf("Please enter the value number %d \n",i+1);
            scanf("%d",&value);
            newNode=(NODE*)malloc(sizeof(NODE));
            newNode->data=value;
            newNode->next=NULL;
            if(i!=0)
            {
                ptr->next=newNode;  
                ptr=ptr->next;
            }

            if(i==0)
            {
                head1=newNode;
                ptr=newNode;

            }
    }
    for(i=0;i<size;i++)
    {
            printf("\n\nList 2\n");
            printf("Please enter the value number %d \n",i+1);
            scanf("%d",&value);
            newNode=(NODE*)malloc(sizeof(NODE));
            newNode->data=value;
            newNode->next=NULL;
            if(i!=0)
            {
                ptr->next=newNode;  
                ptr=ptr->next;
            }

            if(i==0)
            {
                head2=newNode;
                ptr=newNode;

            }
    }

    final=func(head1,head2);
    printf("\n\n");
    while (final!=NULL)
    {
        printf("%d -->",final->data);
        final=final->next;
    }
    printf("NULL
    ");
    return 0;
}

NODE* func(NODE* list1, NODE* list2)
{

    NODE* mergedList,*mergeHead=NULL;
    if(list1 == NULL && list2 ==NULL){//if both are NULL, return NULL
        return NULL;
    }
    if(list1 == NULL){//if list1 is NULL, simply return list2
        return list2;
    }
    if(list2 == NULL){//if list2 is NULL, simply return list1
        return list1;
    }
    mergedList = (NODE*)malloc(sizeof(NODE));
    if(list1->data < list2->data){//initialize mergedList pointer to list1 if list1 data is lesser

        mergedList->data=list1->data;
        mergedList->next=NULL;
        list1 = list1->next;

    }else{//initialize mergedList pointer to list2 if list2 data is lesser or equal
        mergedList->data=list2->data;
        mergedList->next=NULL;
        list2 = list2->next;

    }
    mergeHead=mergedList;

    while(list1!=NULL && list2!=NULL){
        if(list1->data < list2->data){
            mergedList->next = (NODE*)malloc(sizeof(NODE));
            mergedList=mergedList->next;
            mergedList->data=list1->data;
            mergedList->next=NULL;
            list1 = list1->next;
        }else{
            mergedList->next = (NODE*)malloc(sizeof(NODE));
            mergedList=mergedList->next;
            mergedList->data=list2->data;
            mergedList->next=NULL;
            list2 = list2->next;
        }
    }
    if(list1 == NULL){//remaining nodes of list2 appended to mergedList when list1 has reached its end.
       while(list2!=NULL)
       {
            mergedList->next = (NODE*)malloc(sizeof(NODE));
            mergedList=mergedList->next;
            mergedList->data=list2->data;
            mergedList->next=NULL;
            list2 = list2->next;
       }

    }else{//remaining nodes of list1 appended to mergedList when list2 has reached its end
            mergedList->next = (NODE*)malloc(sizeof(NODE));
            mergedList=mergedList->next;
            mergedList->data=list1->data;
            mergedList->next=NULL;
            list1 = list1->next;
    }
    return mergeHead;
}

Ответ 11

Я создал для него функцию рекурсии. Вот мое решение:

Node* merge_recursion(Node* l1, Node* l2)
{
        if (!l1)
                return l2;
        if (!l2)
                return l1;

        if (l1->data < l2->data) {
                l1->next = merge_recursion(l1->next, l2);
                return l1;
        } else {
                l2->next = merge_recursion(l1, l2->next);
                return l2;
        }
}

Сохранить указатель возврата в новую переменную указателя (в функции main()/call) и перетащить связанный список на новый указатель для печати данных, это приведет к сортировке объединенного списка.

Ответ 12

Вы можете использовать рекурсию:

Node* MergeLists(Node *headA, Node* headB)
{

if(headA==NULL){
    return headB;
}else if(headB ==NULL){
    return headA;
}
Node* head = NULL;
if(headA->data <= headB->data){
    head= headA;
    head->next = MergeLists(headA->next,headB);
}else{
    head= headB;
    head->next = MergeLists(headA,headB->next);
}
 return head;
}

Ответ 13

Вы можете использовать Java 8, Stream API для объединения, получения отличия и сортировки. Ниже приведен пример кода для сортировки и объединения двух списков с элементами Integer.

List<Integer> list1= Arrays.asList(2,3,5,8);
List<Integer> list2 = Arrays.asList(3,6,8);

List<Integer> finalList = new ArrayList<>();
finalList.addAll(list1);
finalList.addAll(list2);

List<Integer>  mergeSortedList = 
  finalList.stream()
    .distinct()
    .sorted()
    .collect(Collectors.toList());
System.out.println(mergeSortedList);

Ответ 14

//I have used recursions .
//Sorry for such a long code.
//:) it works,hope it helps.
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<stdlib.h>
struct node{
    int data;
    struct node *next ;
};
struct node *start1=NULL,*start2=NULL;
struct node*start=NULL;
struct node *create_ll1(struct node *start);
struct node *create_ll2(struct node *start);
void sorted_ll(struct node* node1,struct node* node2);

struct node *display(struct node *start);
void p(struct node*);
main(){
    start1=create_ll1(start1);
    start2=create_ll2(start2);
    //start1=display(start1);
    printf("\n");
    //start2=display(start2);
    sorted_ll(start1,start2);
    //start=display(start);


}
struct node *create_ll1(struct node *start1){
    struct node *ptr,*new_node;
    int num;
    printf("Enter -1 for ending \n");
    printf("Enter data for list 1: \n");
    scanf("%d",&num);
    while(num!=-1){
        new_node=(struct node *)malloc(sizeof(struct node));
        new_node->data=num;
        if(start1==NULL){
            new_node->next=NULL ;
            start1=new_node;
        }
        else{
            ptr=start1 ;
            while(ptr->next!=NULL)
            ptr=ptr->next;
            ptr->next=new_node;
            new_node->next=NULL ;
        }
        printf("Enter data: \n");
        scanf("%d",&num);
    }
    return start1;

}
struct node *create_ll2(struct node *start2){
    struct node *ptr,*new_node;
    int num;
    printf("Enter -1 for ending \n");
    printf("Enter data for list 2: \n");
    scanf("%d",&num);
    while(num!=-1){
        new_node=(struct node *)malloc(sizeof(struct node));
        new_node->data=num;
        if(start2==NULL){
            new_node->next=NULL ;
            start2=new_node;
        }
        else{
            ptr=start2 ;
            while(ptr->next!=NULL)
            ptr=ptr->next;
            ptr->next=new_node;
            new_node->next=NULL ;
        }
        printf("Enter data: \n");
        scanf("%d",&num);
    }
    return start2;

}

struct node *display(struct node *start){
    struct node *ptr;
    ptr=start;
    while(ptr->next!=NULL){
        printf("\t %d",ptr->data);
        ptr=ptr->next;
    }
        printf("\t %d",ptr->data);
        printf("\n");


    return start ;
}
void sorted_ll(struct node* node1,struct node* node2)
{
    if(!node1){
        p(node2);
        exit(0);
    }
    else if(!node2){
        p(node1);
        exit(0);
    }
    if(node1->data<node2->data){
        printf("%d\t",node1->data);
        sorted_ll(node1->next,node2);


    }
    else{
        printf("%d\t",node2->data);
        sorted_ll(node1,node2->next);
    }
}
void p(struct node* pme){
    while(pme->next!=NULL){
        printf("%d \t",pme->data);
        pme=pme->next;
    }
    printf("%d",pme->data);

}