C++ 查找链接列表中的损坏

我今天面试了一个开发人员的职位，被问到一个有趣的技术问题，我不知道答案。我会在这里问它，看看是否有人能为我的好奇心提供一个解决方案。这是一个多部分的问题：

1） 给您一个包含100个元素（整数和指向下一个节点的指针）的单链接列表，是否找到一种方法来检测链接列表中途是否出现中断或损坏？你可以用链表做任何事情。请注意，您必须在列表中执行此操作，因为它正在迭代，这是在您意识到列表有任何问题之前进行的验证

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假设链表中的断点位于第50个元素，则整数甚至指向下一个节点（第51个元素）的指针可能指向垃圾值，而垃圾值不一定是无效地址

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2） 请注意，如果链接列表中存在损坏，您将如何最大限度地减少数据丢失？

如果您在设计时知道损坏可能会成为一个关键问题，则可以在节点数据结构中添加一个“神奇值”作为字段，以识别某些数据是否可能是节点。甚至可以在内存中搜索节点

或者将某些链接信息加倍，即在每个节点的下一个节点之后存储该节点的地址，这样，如果一个链接断开，您就可以恢复

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我看到的唯一问题是必须避免分段错误。

由于元素数（100）已知，第100个节点必须包含空指针。如果是，则具有某种良好概率的列表是有效的（例如，如果第99个节点已损坏并指向某个全零的内存位置，则无法保证这一点）。否则，会出现一些问题（这可以作为事实返回）

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upd：此外，如果给定指针，也可以在每个步骤中查看

delete

将使用的一些结构，但是由于使用

delete

本身在任何意义上都不安全，这将是特定于实现的。

对于第一部分，重载新操作符。当分配新节点时，在节点前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。

要测试“损坏”的整数，您需要知道有效值的范围。否则，无法确定任何给定（有符号）整数中的值是否无效。因此，假设您对int进行了有效性测试，那么在迭代到下一个元素之前，您将始终检查该值

测试损坏的指针更为棘手——首先，您需要在尝试取消引用下一个元素之前检查指针的值，并确保它是有效的堆地址。这将避免分段错误。下一件事是验证指针指向的实际上是一个有效的链表节点元素——这有点棘手？也许将指针反引用到列表元素类/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很好

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在2）上，发现损坏的节点后，[如果下一个指针损坏]，您应该立即将上一个节点的“下一个指针”设置为“NULL”，将其标记为列表的结尾，并记录错误等。如果损坏只是整数值，而不是“下一个”元素指针，然后，您应该从列表中删除该元素，并将前面和后面的节点链接在一起，因为在这种情况下，不需要丢弃列表的其余部分

如果可以对链表执行任何操作，则可以计算每个元素的校验和并将其存储在元素本身上。这样，即使是元素上的一个位错误，也可以检测损坏

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为了减少数据丢失，也许你可以考虑在前一个元素中存储NEXPTR，这样，如果你的当前元素被破坏了，你总是可以找到前一个元素的位置。

< P>这是一个简单的问题，并且有几种可能的答案。每种方法都权衡了健壮性和效率。由于增强鲁棒性是问题提出的先决条件，因此有一些解决方案既牺牲时间（列表遍历速度，以及节点插入和删除速度），也牺牲空间（每个节点存储的额外信息）。现在的问题是，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。为什么不让谜题变得更具挑战性一点，并说列表的大小是未知的

“哪一个不一定是无效地址”除非C#的不安全关键字或某些本机互操作（p/Invoke，JNI），否则在C#或Java中如何有指向无效地址的指针？您首先必须定义“corrupt”。用C#和Java标记它真的正确吗？它们没有指针（除非编写不安全的C#代码），引用不能指向无效地址。这个问题在C或C++中更具意义。对链表中存储的整数值有什么限制吗？“你如何最小化数据丢失？”——通过编写已经工作并已经测试过的代码……“你必须避免分段错误”——你必须一直在，不仅在这个特殊的情况下————是的，但是，如果你不能依赖指针的有效性，那么避免分段错误就更难了。这在很多层面上都是错误的。中间的腐败节点怎么样？你只是在内存中“冲浪”，就像没有明天一样，而实际上它都是垃圾，只有运气好，你可能会留在内存中，你才被允许访问，只是打赌在100次迭代后，你将有值

0

作为指针。这完全失败了。不正确