c - 在C中随机化链表

Question

假设我在 C 程序的内存中有一个保留空间，用于包含 1000 个项目的链表。每个项目只包含列表中下一个项目的引用（最后一个指向第一个）。但是现在它们都设置为空，它只是保留空间。

接下来我有一个rand()函数，它给了我一个从 1 到 1000 的随机数。我的问题是，有没有简单的方法可以通过以下方式使用这个函数随机化这个列表：当我从第一个元素开始时，我将遍历整个列表，即列表中不会有比整个列表小的圆圈。

Answer 1

根据您的描述，您有一个由 1000 个节点组成的数组，全部归零。为了论证起见，该数组被命名为node_array，链接字段被称为next。您还有一个名为的指针head，它可以指向其中一个节点。

您可以分配一个包含 1000 个整数的数组：

enum { NUM_ITEMS = 1000 };
int mapper[NUM_ITEMS];

您可以初始化列表，以便每个数字出现一次：

for (int i = 0; i < NUM_ITEMS; i++)
    mapper[i] = i;

您可以随机播放列表。（我真的应该检查 Knuth（计算机编程艺术）或 Bentley（编程珍珠或更多编程珍珠），但我认为正确的随机洗牌算法需要一个不同的随机数生成器——生成一个范围内的随机数[n..m) — 而不是只生成 0..999 范围内的数字）。

for (int i = 0; i < NUM_ITEMS; i++)
{
    int j = rand();
    int t = mapper[j];
    mapper[j] = mapper[i];
    mapper[i] = t;
}

您现在可以遍历节点数组，按照数组中的顺序链接它们mapper。因为数组中没有重复项，所以列表中没有循环。

head = &node_array[mapper[0]];

for (i = 1; i < NUM_ITEMS; i++)
{
    head->next = head;
    head = &node_array[mapper[i]];
}

等等...

Answer 2

不需要额外空间的解决方案。虽然注意这rand()被称为每个节点分配的随机次数：

struct Node
{
    Node* next;
};

int main()
{   
    Node nodes[1000];
    Node* pNext = NULL; 
    Node* pHead = NULL; 
    Node* pTail = NULL;
    int i = 0;
    // reset .next to NULL
    memset(nodes, 0, sizeof(nodes));
    srand ( time(NULL) );
    pHead = &nodes[ rand() % (1000)];           
    pTail = pHead;
    // need only 999 runs as one node is already assigned
    for (i = 0; i < 999; ++i)
    {   
        pTail->next = pTail;
        while ((pNext = &nodes[ rand() % (1000)]) && pNext->next);
        pTail->next = pNext;
        pTail = pNext;
    }
    // pTail->next = pHead; // uncomment if you need circular list
}