链表的一致性检查

Question

首先，链表中的列表不变量究竟是什么？

如何使用在O（n）时间和O（1）额外内存中运行的算法检查链表是否一致？

Answer 1

在双向链表中，不变量是每个节点都是其后继者的前身。

考虑一个实现，其中每个节点维护两个指针，一个succ指针指向其后继节点，一个pred指针指向其前任节点。

在正确的列表中，指针的布局如下：

请注意，当您从一个节点到下一个节点执行succ指针时，您始终可以使用pred指针返回到原始节点。操作列表的每个操作都必须确保此条件保持不变。

违反此不变量的列表可能如下所示：

例如，如果错误实现的插入操作试图在列表中间插入节点n2，但忘记更新pred的{​​{1}}指针，则会发生这种情况。 / p>

检查此不变量非常简单：通过遍历n3指针（succ）遍历列表，并将最后访问的节点保留在内存缓冲区（O(n)）中。然后在每个节点检查当前节点的O(1)指针是否指向最后访问的节点。

如果您也知道列表的结束节点，请检查您到达的最后一个节点（没有后继节点）是否是预期的结束节点。

请注意，使用单个链接列表时，不存在此类不变量。