【LeetCode】3.链表系列

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像我这样优秀的人，本该灿烂过一生， 这么多天LeetCode刷下来，还在链表里浮沉。

 

0.理论基础

0.1.要点

链表是一种通过指针串联在一起的线性结构，每一个节点由两部分组成，一个是数据域一个是指针域（存放指向下一个节点的指针），最后一个节点的指针域指向null（空指针的意思）。

种类：单链表、双向链表、循环链表。

链表在内存中不是连续分布的，不能通过索引访问。

0.2.常见操作

删除节点，跳过指定节点

增加节点，增加新的指向

 

 

 

 

0.3.优缺点

 

 

 

1.问题

1.1.问题描述

给你一个链表的头节点 head 和一个整数 val ，请你删除链表中所有满足 Node.val == val 的节点，并返回 新的头节点 。

链接https://leetcode.cn/problems/remove-linked-list-elements/

1.2.要点

头结点的处理是个要点

1迭代，添加虚节点作头节点，返回前再去掉

2递归

1.3.代码实例

迭代

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        struct ListNode* dummyHead = new ListNode(0, head);
        struct ListNode* temp = dummyHead;
        while (temp->next != NULL) {
            if (temp->next->val == val) {
                temp->next = temp->next->next;
            } else {
                temp = temp->next;
            }
        }
        return dummyHead->next;
    }
};

递归

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        //本层逻辑
        while(head!=NULL && head->val==val){
            head=head->next;
        }

        //中止条件
        if(head == NULL){
            return head;
        }

        //递归调用
        head->next = removeElements(head->next,val);

        return head;
    }
};

 

2.设计链表添加指定功能

2.1.问题描述

设计链表的实现。您可以选择使用单链表或双链表。单链表中的节点应该具有两个属性：val 和 next。val 是当前节点的值，next 是指向下一个节点的指针/引用。如果要使用双向链表，则还需要一个属性 prev 以指示链表中的上一个节点。假设链表中的所有节点都是 0-index 的。
在链表类中实现这些功能：
    get(index)：获取链表中第 index 个节点的值。如果索引无效，则返回-1。
    addAtHead(val)：在链表的第一个元素之前添加一个值为 val 的节点。插入后，新节点将成为链表的第一个节点。
    addAtTail(val)：将值为 val 的节点追加到链表的最后一个元素。
    addAtIndex(index,val)：在链表中的第 index 个节点之前添加值为 val  的节点。如果 index 等于链表的长度，则该节点将附加到链表的末尾。如果 index 大于链表长度，则不会插入节点。如果index小于0，则在头部插入节点。
    deleteAtIndex(index)：如果索引 index 有效，则删除链表中的第 index 个节点。
链接：https://leetcode.cn/problems/design-linked-list

2.2.要点

1保存好头节点

2维护好链表长度

2.3.代码实例

略

 

3.翻转链表

3.1.问题描述

给你单链表的头节点 head ，请你反转链表，并返回反转后的链表。

链接https://leetcode.cn/problems/reverse-linked-list/

3.2.要点

双指针，维护好前后关系而已

递归，通过层序来维护前后关系

3.3.代码实例

双指针

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode* cur = NULL, *pre = head;
        while (pre != NULL) {
            ListNode* t = pre->next;
            pre->next = cur;
            cur = pre;
            pre = t;
        }
        return cur;
    }
};

递归

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        if (head == NULL || head->next == NULL) {
            return head;
        }
        ListNode* ret = reverseList(head->next);
        head->next->next = head;
        head->next = NULL;
        return ret;
    }
};

 

4.两两交换链表中的元素

4.1.问题描述

给你一个链表，每两个交换一下位置，并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题（即，只能进行节点交换）。

链接https://leetcode.cn/problems/swap-nodes-in-pairs/

4.2.要点

迭代，略

递归，管理当前的两个节点、下层节点的头节点，然后返回当前两个节点的头节点

4.3.代码实例

迭代，略

递归

class Solution {
public:
    ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
        if (head == NULL || head->next == NULL)  
            return head;
        ListNode* rest = head->next->next;
        ListNode* newHead = head->next;
        newHead->next = head;
        head->next = swapPairs(rest);
        return newHead;
    }
};

 

5.删除链表倒数第n个节点

5.1.问题描述

给你一个链表，删除链表的倒数第 n 个结点，并且返回链表的头结点。

链接：https://leetcode.cn/problems/remove-nth-node-from-end-of-list/

5.2.要点

2次遍历计算长度，第二次遍历时直接取值

栈

双指针

5.3.代码实例

略

 

6.找到两个单链表的起始交点

6.1.问题描述

给你两个单链表的头节点 headA 和 headB ，请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表没有交点，返回 null 。

链接https://leetcode.cn/problems/intersection-of-two-linked-lists-lcci/

6.2.要点

双指针，走到头后分别再从对方的起点走起，使两个指针走过相同的路程，从而到达第一个公共点。

哈希，略

6.3.代码实例

略

 

 

7.找到环形链表的入口节点

7.1.问题描述

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。
链接：https://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle-ii

7.2.要点

哈希

快慢指针法，数学计算距离，分析入口点的数学特性：

fast每次走2步，slow每次走1步，假设走到b到c的交界处时fast==slow，

fast走过的距离：a+b+c+b，slow走过的距离：a+b,

因为fast速度是slow的2倍，因此a+b+c+b=2*(a+b),得出a=c

此时让fast和slow分别从head和b到c交点处出发，每次都只走一步，再次相交时即为环入口。

7.3.代码实例

略

 

8.总结

8.1.经典题

虚拟头节点

增、删、取指定序号的节点

翻转链表

倒数第k个节点

链表相交

环形链表

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xxx.问题

xxx.1.问题描述

111

xxx.2.要点

222

xxx.3.代码实例

333