洗牌链表

Question

我有一个本质上是伪库的类。驱动程序创建库 NoviceLibrary，它可以做不同的事情，比如向库中添加书籍（链表 ListNode 的节点）、删除书籍等等。

shuffleBooks() 是我必须编写的最后一个函数。其他一切正常，可以添加/删除书籍。该函数需要将链表中的节点随机排列。我不能使用在其他算法中见过的尾指针。我不能使用数组。我以为我写的是指针 p1 和 p2 可以交换列表中的节点。程序停止并且在日志中没有给我有用的信息。

void shuffleBooks (int bookCount)
{
      int r1 = rand() % bookCount;
      int r2 = rand() % bookCount;

      ListNode *p1 = head;
      ListNode *p2 = head;

      // Here I am trying to get the swap to happen 4 times the bookCount
      for (int i = 0; i < bookCount*4; i++)
      {
         for (int i = 0; i < r1; i++)
            p1 = p1->next;

         for (int i = 0; i < r2; i++)
            p2 = p2->next;

         swap(p1->bookVal, p2->bookVal);
      }
}

Answer 1

非常接近，但是交换指针会打乱列表吗？对于洗牌，我们不需要以不同的方式链接节点吗？我们必须小心不要断开列表。

与其交换指针，不如交换它们的继任者？从随机性的角度来看，这同样好。这使得重新链接变得容易。

以下是一次交换洗牌迭代的示意图。

list: A -> B -> C -> D -> E -> F -> G -> H
r1: 2 (say)
r2: 4 (say)
p1: C
p2: F

swap p1->next (D) and p2->next (G)

  // save pointers
  p1next = p1->next;         // D
  p1nextnext = p1next->next; // E
  p2next = p2->next;         // G
  p2nextnext = p2next->next; // H

  // relink
  p1->next = p2next;         // C -> G
  p2next->next = p1nextnext; // G -> E
  p2->next = p1next;         // F -> D
  p1next->next = p2nextnext; // D -> H

list: A -> B -> C -> G -> E -> F -> D -> H

Real code need to be careful not to dereference a null pointer.

我们可以执行上述步骤k 次以获得良好的洗牌。 k 的价值是多少？我不确定，可能是列表长度的平方根。