解读编程技巧中的sentinel value、哨兵。

定义

sentinel哨兵语义:守卫边界的士兵。

sentinel作为一种编程技巧具备了守卫边界的语义。

用途

标识一段循环、序列的边界(起点、终点)

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
// 打印输入的数的和,0作为sentinel终止标识
public void printNumSumUntil0() {

        int number, sum, count;
        count = 0;
        sum = 0;
        // Creating object of Scanner class to take keyboard input
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        System.out.println("Enter any number, or 0 to stop");
        // taking input from keyboard
        number = input.nextInt();
        // number zero(0) is the sentinel value
        while (number != 0) {
            sum = sum + number;
            count++;

            System.out.println("Enter another number, or 0 to stop");
            number = input.nextInt();

        }
        // Printing sum of all the numbers inputted
        System.out.println("The sum of numbers = " + sum);

    }

统一、简化写法

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
// 如链表中的`dummy`哑节点指向原头节点例子
// 合并两个有序链表
public static ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {

        if (l1 == null) {
            return l2;
        }
        if (l2 == null) {
            return l1;
        }

        ListNode dummy = new ListNode();
        // 使用了一个空的dummy节点,不需要其他特殊判断
        ListNode prev=dummy;

        while (l1 != null && l2 != null) {
            if (l1.val > l2.val) {
                prev = prev.next = l2;
                l2 = l2.next;
            } else {
                prev = prev.next = l1;
                l1 = l1.next;
            }
        }

        prev.next = l1 == null ? l2 : l1;

        return dummy.next;
    }

特殊处理哨兵边界值,以提升性能

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60

// 在数组a中,查找key,返回key所在的位置
// 其中,n表示数组a的长度
int find(char* a, int n, char key) {
  // 边界条件处理,如果a为空,或者n<=0,说明数组中没有数据,就不用while循环比较了
  if(a == null || n <= 0) {
    return -1;
  }
  
  int i = 0;
  // 这里有两个比较操作:i<n和a[i]==key.
  while (i < n) {
    if (a[i] == key) {
      return i;
    }
    ++i;
  }
  
  return -1;
}


// 在数组a中,查找key,返回key所在的位置
// 其中,n表示数组a的长度
// 我举2个例子,你可以拿例子走一下代码
// a = {4, 2, 3, 5, 9, 6}  n=6 key = 7
// a = {4, 2, 3, 5, 9, 6}  n=6 key = 6
int find(char* a, int n, char key) {
  if(a == null || n <= 0) {
    return -1;
  }
  
  // 这里因为要将a[n-1]的值替换成key,所以要特殊处理这个值
  if (a[n-1] == key) {
    return n-1;
  }
  
  // 把a[n-1]的值临时保存在变量tmp中,以便之后恢复。tmp=6。
  // 之所以这样做的目的是:希望find()代码不要改变a数组中的内容
  char tmp = a[n-1];
  // 把key的值放到a[n-1]中,此时a = {4, 2, 3, 5, 9, 7}
  a[n-1] = key;
  
  int i = 0;
  // while 循环比起代码一,少了i<n这个比较操作
  while (a[i] != key) {
    ++i;
  }
  
  // 恢复a[n-1]原来的值,此时a= {4, 2, 3, 5, 9, 6}
  a[n-1] = tmp;
  
  if (i == n-1) {
    // 如果i == n-1说明,在0...n-2之间都没有key,所以返回-1
    return -1;
  } else {
    // 否则,返回i,就是等于key值的元素的下标
    return i;
  }
}

归并排序中merge()操作可以考虑使用sentinel value统一处理一些逻辑,例子: https://github.com/redolog/algorithm-java/commit/98ad862de98fba36f7cc4aa2f44ff135d61e1516

但是个人认为徒增了复杂度。

Ref