从三个链表中找到一个三元组的 C 程序，总和等于给定数字

这是一道关于链表操作的编程题目，使用 C 语言编写。题目要求从三个链表中找到一个三元组，其中每个元素分别来自三个链表中的节点，且三个元素的和等于给定的数字。

思路

我们可以使用三指针法进行查找。具体来说，我们可以遍历第一个链表，对于每一个节点，我们在第二个和第三个链表中设置两个指针，一个指向链表头，另一个指向链表尾，然后类似于两数之和的方式来判断是否存在三个元素的和等于目标数字的情况。

伪代码

// 定义三个链表
struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
};

// 定义三指针法查找函数
int** findTriplets(struct ListNode* head1, struct ListNode* head2, struct ListNode* head3, int sum);

// 遍历第一个链表的每个节点
while (head1 != NULL) {
    // 在第二个和第三个链表设置指针
    struct ListNode* p2 = head2;
    struct ListNode* q2 = NULL;
    struct ListNode* p3 = head3;
    struct ListNode* q3 = NULL;

    // 从头尾向中间查找第二个和第三个元素
    while (p2 != q2 && p3 != q3) {
        // 计算三个元素的和
        int currentSum = head1->val + p2->val + q3->val;

        // 找到符合条件的元素，输出并继续查找下一组
        if (currentSum == sum) {
            printf("%d, %d, %d\n", head1->val, p2->val, q3->val);
            p2 = p2->next; 
            q3 = q3->prev;
        }
        // 如果和小于目标数字，则将第二个元素向后移动
        else if (currentSum < sum) {
            p2 = p2->next;
        }
        // 如果和大于目标数字，则将第三个元素向前移动
        else {
            q3 = q3->prev;
        }
    }
    // 继续遍历第一个链表下一个节点
    head1 = head1->next;
}

完整代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 定义链表节点
struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
    struct ListNode *prev;
};

// 定义三指针法查找函数
int** findTriplets(struct ListNode* head1, struct ListNode* head2, struct ListNode* head3, int sum)
{
    // 先将三个链表从小到大排序
    head1 = mergeSort(head1);
    head2 = mergeSort(head2);
    head3 = mergeSort(head3);

    // 遍历第一个链表的每个节点
    while (head1 != NULL) {
        // 在第二个和第三个链表设置指针
        struct ListNode* p2 = head2;
        struct ListNode* q2 = NULL;
        struct ListNode* p3 = head3;
        struct ListNode* q3 = NULL;

        // 从头尾向中间查找第二个和第三个元素
        while (p2 != q2 && p3 != q3) {
            // 计算三个元素的和
            int currentSum = head1->val + p2->val + q3->val;

            // 找到符合条件的元素，输出并继续查找下一组
            if (currentSum == sum) {
                printf("%d, %d, %d\n", head1->val, p2->val, q3->val);
                p2 = p2->next; 
                q3 = q3->prev;
            }
            // 如果和小于目标数字，则将第二个元素向后移动
            else if (currentSum < sum) {
                p2 = p2->next;
            }
            // 如果和大于目标数字，则将第三个元素向前移动
            else {
                q3 = q3->prev;
            }
        }
        // 继续遍历第一个链表下一个节点
        head1 = head1->next;
    }
}

// 归并排序
struct ListNode* mergeSort(struct ListNode* head) 
{
    // 此处省略合并排序代码
    return head;
}

int main() 
{
    // 构造三个链表
    struct ListNode* head1 = (struct ListNode*) malloc(sizeof(struct ListNode));
    head1->val = 1;
    head1->next = (struct ListNode*) malloc(sizeof(struct ListNode));
    head1->next->val = 5;
    head1->next->next = (struct ListNode*) malloc(sizeof(struct ListNode));
    head1->next->next->val = 10;

    struct ListNode* head2 = (struct ListNode*) malloc(sizeof(struct ListNode));
    head2->val = 2;
    head2->next = (struct ListNode*) malloc(sizeof(struct ListNode));
    head2->next->val = 4;
    head2->next->next = (struct ListNode*) malloc(sizeof(struct ListNode));
    head2->next->next->val = 6;

    struct ListNode* head3 = (struct ListNode*) malloc(sizeof(struct ListNode));
    head3->val = 3;
    head3->next = (struct ListNode*) malloc(sizeof(struct ListNode));
    head3->next->val = 7;
    head3->next->next = (struct ListNode*) malloc(sizeof(struct ListNode));
    head3->next->next->val = 8;

    // 找到和为目标数字的三元组，并输出
    findTriplets(head1, head2, head3, 14);

    return 0;
}

总结

本题考察了链表操作和双指针法的基本应用，同时还涉及到归并排序算法的实现。在实际编程中，我们需要注意代码的可读性和可维护性，尽可能避免使用魔法数字，注释代码意图。