如何使用debug調(diào)試

這篇文章主要講解了“如何使用debug調(diào)試”，文中的講解內(nèi)容簡(jiǎn)單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請(qǐng)大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來(lái)研究和學(xué)習(xí)“如何使用debug調(diào)試”吧！

一，反轉(zhuǎn)鏈表（經(jīng)典題目）

1.1.1 題目分析

反轉(zhuǎn)鏈表是經(jīng)典的題目，題中信息描述很清晰，給定一個(gè)單鏈表，將其反轉(zhuǎn)。

先說(shuō)說(shuō)有什么思路呢？從題中給的案例輸出結(jié)果看，是不是只需要將輸入的鏈表的指針改成相反方向，就可以得到要輸出的結(jié)果。

就好比如下圖所示：

但是問(wèn)題來(lái)了，我們是單鏈表，是沒(méi)辦法將下個(gè)節(jié)點(diǎn)直接指向該節(jié)點(diǎn)的上個(gè)節(jié)點(diǎn)。

因此就需要定義一個(gè)輔助指針，用來(lái)指向該節(jié)點(diǎn)的上個(gè)節(jié)點(diǎn)，這樣就能完成，如下圖所示。

那按照我們上面分析也就是將cur指針指向pre節(jié)點(diǎn)就可以了。

注意：此處有坑

當(dāng)我們將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)【cur】指向上一個(gè)節(jié)點(diǎn)【pre】的時(shí)候，如何將指針向下移動(dòng)呢？

此時(shí)的節(jié)點(diǎn)【cur】已經(jīng)指向了上一個(gè)節(jié)點(diǎn)【pre】了，所以我們還需要一個(gè)臨時(shí)變量去保存當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的下個(gè)節(jié)點(diǎn)，具體為什么這么做，我們?cè)谙旅娲a演示的時(shí)候debug看下過(guò)程。

接著我們上面的步驟，將指針向下移動(dòng)，如圖所示。

移動(dòng)指針后，再將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的next指針指向上一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

最后當(dāng)前節(jié)點(diǎn)沒(méi)有下個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)候，就結(jié)束遍歷，如圖所示。

1.1.2 代碼分析

按照套路，先初始化節(jié)點(diǎn)對(duì)象。

class ListNode {
    int val;
    ListNode next;
    ListNode() {
    }
    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
    ListNode(int val, ListNode next) {
        this.val = val;
        this.next = next;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "ListNode{" +
                "val=" + val +
                '}';
    }
}

創(chuàng)建單鏈表結(jié)構(gòu)。

				// 創(chuàng)建單鏈表
        ListNode l1 = new ListNode(1);
        ListNode l2 = new ListNode(2);
        ListNode l3 = new ListNode(3);
        ListNode l4 = new ListNode(4);
        ListNode l5 = new ListNode(5);

        NodeFun nodeFun = new NodeFun();
        nodeFun.add(l1);
        nodeFun.add(l2);
        nodeFun.add(l3);
        nodeFun.add(l4);
        // 返回創(chuàng)建的鏈表
        ListNode node = nodeFun.add(l5);

反轉(zhuǎn)鏈表的代碼。

public ListNode reverseListIteration(ListNode head) {
        // 定義上節(jié)點(diǎn)輔助指針
        ListNode pre = null;
        // 定義當(dāng)前節(jié)點(diǎn)輔助指針
        ListNode cur = head;
        // 循環(huán)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)不為空
        while (null != cur) {
            // 臨時(shí)變量保存當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的下個(gè)節(jié)點(diǎn)
            ListNode temp = cur.next;
            // 當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的next指向上節(jié)點(diǎn)
            cur.next = pre;
            // 上節(jié)點(diǎn)向下移動(dòng)
            pre = cur;
            // 當(dāng)前節(jié)點(diǎn)指向下個(gè)節(jié)點(diǎn)
            cur = cur.next;
        }
        return pre;
    }

1.1.3 debug調(diào)試

節(jié)點(diǎn)初始化完成了，按照分析我們定義了2個(gè)節(jié)點(diǎn)，如上圖第一次遍歷【pre】節(jié)點(diǎn)是null，【cur】從第一個(gè)節(jié)點(diǎn)開始。

下一步debug調(diào)試我們先不急，回顧之前說(shuō)的一個(gè)問(wèn)題，為什么要將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)用臨時(shí)變量保存，那我們直接看debug調(diào)試。

第一次遍歷的時(shí)候，修改完指針后當(dāng)前節(jié)點(diǎn)已經(jīng)指向上一個(gè)節(jié)點(diǎn)了，再看上述題目分析的圖解。

這就是為啥要先把當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的下個(gè)節(jié)點(diǎn)緩存起來(lái)。

上圖debug我們看出，【cur】當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的指針已經(jīng)指向null，下一步就是移動(dòng)指針指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

我們?cè)俳又M(jìn)行debug調(diào)試，按照上述分析，第二步循環(huán)就是將節(jié)點(diǎn)【2】指向上一個(gè)節(jié)點(diǎn)【1】，如下圖所示。

現(xiàn)在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)【cur】已經(jīng)指向【2】，那它的下個(gè)節(jié)點(diǎn)就是【1】，如下圖所示。

經(jīng)過(guò)上面的兩步循環(huán)，成功的將指針進(jìn)行了反轉(zhuǎn)，剩下的節(jié)點(diǎn)循環(huán)也就如出一轍了。

當(dāng)循環(huán)到最后節(jié)點(diǎn)【5】時(shí)，下個(gè)節(jié)點(diǎn)為null，此時(shí)結(jié)束while循環(huán)，而節(jié)點(diǎn)【5】也是指向了上一個(gè)節(jié)點(diǎn)【4】。

最后我們?cè)倏聪逻\(yùn)行結(jié)果。

二，回文鏈表

1.2.1 題目分析

如果做過(guò)字符串的算法題，里面有個(gè)回文字符串的題目。沒(méi)錯(cuò)，它倆的意思是一樣的。

看題目描述得知一個(gè)鏈表是不是回文鏈表，就是看鏈表就是看鏈表正讀和反讀是不是一樣的。

假如說(shuō)，我們拿到了后半部分鏈表，再將其反轉(zhuǎn)。去和鏈表的前半部分比較，值相等就是回文鏈表了。

注意：

這種方式會(huì)破壞原鏈表的結(jié)構(gòu)，為保證題目的一致性，最后再將鏈表再重新拼接

另外一種解題方式為：將整個(gè)鏈表節(jié)點(diǎn)遍歷保存到數(shù)組中，而數(shù)組是有下標(biāo)，并可以直接獲取數(shù)組的大小，那么只需從數(shù)組的首尾去判斷即可

反轉(zhuǎn)鏈表上一道題我們已經(jīng)分享了，現(xiàn)在重點(diǎn)是如何獲取后半部分的鏈表。

我們?cè)僬f(shuō)說(shuō)快慢指針的思想，通常我們定義2個(gè)指針，一個(gè)移動(dòng)快，一個(gè)移動(dòng)慢。詳細(xì)的案例可以參考本人上一篇文章《開啟算法之路，還原題目，用debug調(diào)試搞懂每一道題》，有一道關(guān)于快慢指針的題目。

定義慢指針每次移動(dòng)1個(gè)節(jié)點(diǎn)，快指針每次移動(dòng)2個(gè)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)然我們是需要保證快節(jié)點(diǎn)的下下個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)不為空。

slow = slow.next;
fast = fast.next.next;

其實(shí)快慢指針的思想就是，假設(shè)鏈表是一個(gè)回文鏈表，快指針比慢指針是多走一步，當(dāng)快指針走完的時(shí)候，慢指針也就剛好走到該鏈表的一半。

上圖中slow指針正好走到鏈表的一半，此時(shí)也就得到鏈表的后半部分了，即slow.next。

1.2.2 代碼分析

老套路，先創(chuàng)建一個(gè)回文鏈表。

	ListNode l1 = new ListNode(1);
        ListNode l2 = new ListNode(2);
        ListNode l3 = new ListNode(2);
        ListNode l4 = new ListNode(1);
        
        NodeFun nodeFun = new NodeFun();
        nodeFun.add(l1);
        nodeFun.add(l2);
        nodeFun.add(l3);
        ListNode head = nodeFun.add(l4);

獲取后半部分鏈表代碼。

private ListNode endOfFirstHalf(ListNode head) {
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while (fast.next != null && fast.next.next != null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }

反轉(zhuǎn)鏈表的代碼與上題目是一樣的。

最后將兩個(gè)鏈表進(jìn)行判斷是否是一樣的。

  			// 判斷是否回文
        ListNode p1 = head;
        ListNode p2 = secondHalfStart;
        boolean flag = true;
        while (flag && p2 != null) {
            if (p1.val != p2.val) {
                flag = false;
            }
            p1 = p1.next;
            p2 = p2.next;
        }

1.2.3 debug調(diào)試

先獲取鏈表的后半部分。

debug開始循環(huán)后，fast直接走到鏈表的第3個(gè)節(jié)點(diǎn)【2】

 slow.next就是鏈表的后半部分，再將后半部分進(jìn)行鏈表反轉(zhuǎn)

最后我們也就得到如下2個(gè)鏈表。

最后將這2個(gè)鏈表進(jìn)行比較是否相等，相等則是回文鏈表。

三，鏈表的中間節(jié)點(diǎn)

1.3.1 題目分析

獲取鏈表的中間節(jié)點(diǎn)乍一看和回文鏈表中使用快慢指針獲取后半鏈表有點(diǎn)類似呢？

沒(méi)錯(cuò)，這波操作是類似的，但也并不是完全一樣，其主要思想還是快慢指針。

換句話說(shuō)，如果你已理解了上面的題，那這道題也就不是什么事了。話不多說(shuō)，先來(lái)分析一波。

同樣我們還是定義slow慢指針每次移動(dòng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)，fast快指針每次移動(dòng)2個(gè)節(jié)點(diǎn)。

那么fast快指針移動(dòng)到最后節(jié)點(diǎn)時(shí)，slow慢指針也就是要返回的鏈表。

我想，你是不是有個(gè)疑問(wèn)。就是為什么慢指針是移動(dòng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)，快節(jié)點(diǎn)移動(dòng)2個(gè)節(jié)點(diǎn)？如果是偶數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)，這個(gè)規(guī)則還正確嗎！那就驗(yàn)證下。

為了方便，就繼續(xù)上面節(jié)點(diǎn)的遍歷。

題目中描述，如果有2個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，返回第二個(gè)節(jié)點(diǎn)，所以返回節(jié)點(diǎn)【4，5，6】也就符合要求了

1.3.2 代碼分析

創(chuàng)建鏈表結(jié)構(gòu)。

        ListNode l1 = new ListNode(1);
        ListNode l2 = new ListNode(2);
        ListNode l3 = new ListNode(3);
        ListNode l4 = new ListNode(4);
        ListNode l5 = new ListNode(5);

        NodeFun nodeFun = new NodeFun();
        nodeFun.add(l1);
        nodeFun.add(l2);
        nodeFun.add(l3);
        nodeFun.add(l4);
        ListNode head = nodeFun.add(l5);

獲取后半部分鏈表代碼。

	// 快慢指針
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head;
        while(fast != null && fast.next != null){
            //移動(dòng)指針
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;

1.3.3 debug調(diào)試

快指針移動(dòng)到節(jié)點(diǎn)【3】，慢指針移動(dòng)到節(jié)點(diǎn)【2】

接著再走一步，快指針移動(dòng)到節(jié)點(diǎn)【5】，慢節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到節(jié)點(diǎn)【3】，到此也就滿足題意的要求了。

四，鏈表中倒數(shù)第k個(gè)節(jié)點(diǎn)

1.4.1 題目分析

這道題要求就是返回倒數(shù)K個(gè)節(jié)點(diǎn)，最笨的辦法就是參考上面鏈表反轉(zhuǎn)，先將鏈表反轉(zhuǎn)。獲取前K個(gè)節(jié)點(diǎn)，將獲取的節(jié)點(diǎn)再次進(jìn)行反轉(zhuǎn)即可得到題目要求。

但是顯然這種方式只能滿足答案輸出，經(jīng)過(guò)上面的3道題目，有沒(méi)有得到什么啟發(fā)呢？

是的，這道題依然可以使用雙指針解決，是不是感覺(jué)雙指針可以解決所有的鏈表問(wèn)題了（QAQ）。

再仔細(xì)一想，是不是感覺(jué)和上一道《鏈表的中間節(jié)點(diǎn)》題目很類似？獲取鏈表的中間節(jié)點(diǎn)是返回后半部分節(jié)點(diǎn)，而本道題是要求返回指定K個(gè)節(jié)點(diǎn)。

那就直接說(shuō)結(jié)論吧，同樣是定義快慢指針。只不過(guò)在上道題中快指針是每次移動(dòng)2個(gè)節(jié)點(diǎn)，本道題中給定的K，就是快指針移動(dòng)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)。

同樣初始化指針都在首節(jié)點(diǎn)，如果我們先將fast指針移動(dòng)K個(gè)節(jié)點(diǎn)。

到此才算初始化節(jié)點(diǎn)完成，剩下的操作就是遍歷剩下的鏈表，直到fast指針指向最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

一直遍歷到fast節(jié)點(diǎn)為null，此時(shí)返回slow指針?biāo)敢墓?jié)點(diǎn)。

1.4.2 代碼分析

初始化鏈表，由于和前幾道題的操作是一樣的，此處就不在展示。

獲取倒數(shù)第K個(gè)節(jié)點(diǎn)的代碼。

public ListNode getKthFromEnd(ListNode head, int k) {
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head;
        // 先將快指針向前移動(dòng)K
        while (k-- > 0) {
            fast = fast.next;
        }
        while (fast != null) {
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }

1.4.3 debug調(diào)試

按照上面圖解分析，fast快指針指向節(jié)點(diǎn)【3】的時(shí)候才算真正初始化快慢指針完成。

當(dāng)快指針指向節(jié)點(diǎn)【5】時(shí)，slow慢節(jié)點(diǎn)指向節(jié)點(diǎn)【3】

注意：中間省略了一步，即慢指針指向節(jié)點(diǎn)【2】時(shí)，快指針指向節(jié)點(diǎn)【4】

節(jié)點(diǎn)【5】是最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)，再次進(jìn)入while循環(huán)。

最后一次循環(huán)時(shí)，慢指針指向了4，快指針下一個(gè)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)為null，此時(shí)結(jié)束循環(huán)。

五，移除重復(fù)節(jié)點(diǎn)

1.5.1 題目分析

這道題和上一篇中的題目【刪除排序鏈表中的重復(fù)元素】是一樣的，簡(jiǎn)單的做法即利用Set集合保存未重復(fù)的節(jié)點(diǎn)，再遍歷鏈表判斷是否已存在Set集合中。

因此本道題就不在多分析，直接貼上代碼。

1.5.2 代碼分析

Set<Integer> set = new HashSet<>();
        ListNode temp = head;
        while(temp != null && temp.next != null){
            set.add(temp.val);
            if(set.contains(temp.next.val)){
                temp.next = temp.next.next;
            }else{
                temp = temp.next;
            }
        }
        return head;
    }

感謝各位的閱讀，以上就是“如何使用debug調(diào)試”的內(nèi)容了，經(jīng)過(guò)本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對(duì)如何使用debug調(diào)試這一問(wèn)題有了更深刻的體會(huì)，具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的文章，歡迎關(guān)注！