Учебные материалы: механизм вместо тезисов, блоки «Факты для карточек», Ловушки (Claude Code) + diag/cards_src.tsv

diag/tasks/02_list/task.md

@@ -1,5 +1,17 @@
 # Задача 02 — связный список (C++)
 
+## Глава I. Общая информация
+
+- **Цель:** развернуть список, найти середину и определить цикл — без единой дополнительной
+  аллокации, только перелинковка указателей.
+- **Почему это в Eltex:** списки соединений, очереди задач, таблицы состояний — везде связные
+  структуры. Приём двух указателей (slow/fast), которым решаются `find_middle` и `has_cycle`,
+  — это алгоритм Флойда, тот же паттерн всплывает при поиске циклов в графах зависимостей
+  и в обходе кольцевых структур.
+- **Что сдаётся:** `solution.cpp`, проходящий `python3 grade.py 02`.
+
+## Глава II. Что нужно знать до старта
+
 Даны функции над односвязным списком `Node{int value; Node* next;}`:
 
 ```c
@@ -8,10 +20,57 @@ Node* find_middle(Node* head);    // середина; для чётной дл
 bool  has_cycle(Node* head);      // есть ли цикл
 ```
 
-Требования:
+Механизм двух указателей: `slow` идёт на 1 узел за шаг, `fast` — на 2. Для `find_middle`, когда
+`fast` доходит до конца (`fast == nullptr` или `fast->next == nullptr`), `slow` стоит ровно в
+середине — за счёт того, что `slow` проходит вдвое меньше узлов, чем `fast`. Для чётной длины
+условие остановки должно давать именно второй из двух средних узлов — это проверяется на
+списке длины 2 и 4.
+
+Для `has_cycle` тот же дуэт указателей ловит цикл иначе: если цикл есть, `fast` заходит в него
+и после каждого шага сокращает расстояние до `slow` внутри цикла на 1 узел (потому что относительная
+скорость `fast` к `slow` внутри цикла — 1 узел/шаг), значит рано или поздно `slow == fast`; если
+цикла нет, `fast` первым дойдёт до `nullptr`.
+
+`reverse_list` разворачивается за один проход тремя указателями `prev/cur/next`: на каждом шаге
+переставляется `cur->next = prev` до итерации по цепочке. Рекурсивный разворот сюда не годится —
+он тратит O(n) памяти стека вызовов и нарушает требование O(1) дополнительной памяти.
+
+Почему дальше: тот же принцип «два индекса вместо лишней памяти» — в задаче 03, только на
+массиве, а не на указателях.
+
+## Глава III. Требования
+
 - никаких аллокаций, O(1) дополнительной памяти, один проход там, где это возможно;
 - `find_middle` и `has_cycle` — через два указателя (медленный/быстрый);
 - корректная работа с пустым списком и списком из одного узла.
 
+## Глава IV. Критерии приёмки
+
 Проверка: `python3 grade.py 02`. Критерий: все `ok`, ASAN/UBSAN чистые (утечки в тесте
 считаются ошибкой — тест сам освобождает память).
+
+## Глава V. Ловушки
+
+- Забыть проверку `head == nullptr` в начале любой из трёх функций → разыменование нулевого
+  указателя → падение/ASAN SEGV на пустом списке.
+- В `find_middle` неверное условие остановки цикла (`fast->next` без проверки самого `fast`
+  на `nullptr`) → на списке чётной длины либо возвращается не тот из двух средних узлов, либо
+  падение на последнем шаге.
+- В `reverse_list` переставить `cur->next = prev` до сохранения старого `cur->next` во
+  временную переменную → потеря хвоста списка, обход обрывается раньше конца.
+- Рекурсивный `reverse_list` вместо итеративного → лишняя память стека на каждый вызов →
+  нарушение требования O(1), на длинном списке возможен stack overflow.
+
+**Факты для карточек**
+- base | Во сколько раз быстрее идёт `fast` относительно `slow` в паре двух указателей? — в 2 раза
+- core | Почему рекурсивный разворот списка не годится под требование O(1) памяти? — каждый
+  вызов кладёт кадр в стек, суммарно O(n) памяти
+- core | На чём основано доказательство, что `fast` догонит `slow` при цикле? — внутри цикла
+  расстояние между ними сокращается на 1 узел за шаг
+- base | Сколько дополнительных указателей нужно для итеративного разворота списка? — 3
+  (`prev`, `cur`, `next`)
+
+## После сдачи
+
+Разбор: почему алгоритм Флойда работает за O(n) времени и O(1) памяти в обоих режимах
+(поиск середины и поиск цикла), и как тот же приём переносится на поиск цикла в графе.