查找链接列表中的损坏

Question

我今天接受了开发人员的采访，并被问到一个有趣的技术问题，我不知道答案。我会在这里问一下，看看是否有人可以为我的好奇心提供解决方案。这是一个多部分的问题：

1）您将获得一个包含100个元素的单链表（整数和指向下一个节点的指针），找到一种方法来检测链表中途是否有中断或损坏？您可以对链接列表执行任何操作。请注意，您必须在列表中执行此操作，因为它是迭代的，这是验证，然后您才意识到列表存在任何问题。

假设链表中的中断位于第50个元素，整数或甚至指向下一个节点（第51个元素）的指针可能指向垃圾值，该垃圾值不一定是无效地址。

2）请注意，如果链表中存在损坏，您将如何最大限度地减少数据丢失？

Answer 1

要测试“损坏的”整数，您需要知道有效值的范围是什么。否则，无法确定任何给定（带符号）整数中的值是无效的。因此，假设您对int进行了有效性测试，您将始终在迭代到下一个元素之前检查该值。

测试损坏的指针比较棘手 - 首先，您需要做的是在尝试取消引用之前检查指向下一个元素的指针的值，并确保它是有效的堆地址。这将避免分段错误。接下来要验证指针指向的是实际上有效的链表节点元素 - 这有点棘手吗？也许将指针取消引用到列表元素类/结构中，并测试int和“next”指针的有效性，如果它们也很好，那么可以非常确定前一个节点也是好的。

On 2），发现了一个损坏的节点，[如果下一个指针被破坏]你应该做的是立即将前一个节点的“下一个指针”设置为'NULL'，将其标记为列表的末尾，并记录您的错误等等，如果损坏只是整数值，而不是“下一个”元素指针，那么你应该从列表中删除该元素，并将前一个和后一个节点链接在一起 - 因为不需要在这种情况下扔掉列表的其余部分！

Answer 2

如果您在设计时知道损坏可能会成为一个关键问题，您可以将“魔术值”作为字段添加到节点数据结构中，以便您可以识别某些数据是否可能是某个节点。甚至可以通过内存搜索节点。

或者加倍一些链接信息，即在每个节点中的下一个节点之后存储节点的地址，以便在一个链接断开时可以恢复。

我看到的唯一问题是你必须避免分段错误。

Answer 3

第一部分 - 重载新操作符。当分配新节点时，在节点之前和之后分配一些额外的空间并在那里放置一些已知值。在遍历中，可以检查每个节点是否在已知值之间。

Answer 4

如果您可以对链表执行任何操作，您可以做的是计算每个元素的校验和并将其存储在元素本身上。这样，即使元素上出现单个位错误，您也可以检测到损坏。

为了最大限度地减少数据丢失，您可以考虑将nextPtr存储在前一个元素中，这样如果当前元素已损坏，您始终可以找到上一个元素的位置。

Answer 5

这是一个简单的问题，有几个可能的答案。每个都以效率换取稳健性。由于增加的鲁棒性是问题的先决条件，因此存在可用的解决方案，其牺牲时间（列表遍历速度，以及插入的速度和节点的删除速度）或者替代空间（每个节点存储的额外信息）。现在问题已经说明这是一个长度为100的固定列表，在这种情况下，链表的数据结构是最不合适的。为什么不让拼图更具挑战性，并说列表的大小不是先验的？

Answer 6

由于元素（100）的数量是已知的，因此第100个节点必须包含空指针。如果是这样，具有一些良好概率的列表是有效的（例如，如果第99个节点损坏并且指向​​具有全零的某个存储器位置，则无法保证这一点）。否则，存在一些问题（这可以作为事实返回）。

upd ：此外，如果给定指针，可以在每一步中查看一些结构delete，但由于使用delete本身是在任何意义上都不安全，这将是特定于实现的。