【算法题型总结】--6、链表
一、目录
- 反转链表
- 链表中的节点，每k个一组翻转
- 移除链表元素
- 两两交换链表中的节点
- 删除链表的倒数第n个节点
- 链表相交
- 环形链表的入口
二、题目
1、反转链表、链表反转
注意：边界条件
解法1：双指针
/*
public class ListNode {
int val;
ListNode next = null;
ListNode(int val) {
this.val = val;
}
}*/
public class Solution {
public ListNode ReverseList(ListNode head) {
ListNode cur = head;
ListNode pre = null;
while(cur != null) {
ListNode temp = cur.next;
cur.next = pre;
pre = cur;
cur = temp;
}
return pre;
}
}
解法2：递归
// 递归
class Solution {
public ListNode reverseList(ListNode head) {
return reverse(null, head);
}
private ListNode reverse(ListNode prev, ListNode cur) {
if (cur == null) {
return prev;
}
ListNode temp = null;
temp = cur.next;// 先保存下一个节点
cur.next = prev;// 反转
// 更新prev、cur位置
prev = cur;
cur = temp;
return reverse(prev, cur);
}
}
解法：先除以k双层循环，再对剩余的反转
//借助Stack，每放进k个，就pop()出来 public ListNode reverseKGroup (ListNode head, int k) { // write code here Stack<Integer> stack=new Stack<>(); ListNode newNode=new ListNode(0); ListNode temp=newNode; ListNode cur=head; int len=0; while(cur!=null){ len++; cur=cur.next; } int time=len/k; for(int i=0;i<time;i++){ for(int j=0;j<k;j++){ stack.push(head.val); head=head.next; } while(!stack.isEmpty()){ temp.next=new ListNode(stack.pop()); temp=temp.next; } } while(head!=null){ temp.next=head; temp=temp.next; head=head.next; } return newNode.next; }
3、移除链表元素
题意：删除链表中等于给定值 val 的所有节点。
示例 1：
输入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6
输出：[1,2,3,4,5]
考虑虚拟节点--头节点的值即为
/**
* 添加虚节点方式
* 时间复杂度 O(n)
* 空间复杂度 O(1)
* @param head
* @param val
* @return
*/
public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
if (head == null) {
return head;
}
// 因为删除可能涉及到头节点，所以设置dummy节点，统一操作
ListNode dummy = new ListNode(-1, head);
ListNode pre = dummy;
ListNode cur = head;
while (cur != null) {
if (cur.val == val) {
pre.next = cur.next;
} else {
pre = cur;
}
cur = cur.next;
}
return dummy.next;
}
/**
* 不添加虚拟节点方式
* 时间复杂度 O(n)
* 空间复杂度 O(1)
* @param head
* @param val
* @return
*/
public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
while (head != null && head.val == val) {
head = head.next;
}
// 已经为null，提前退出
if (head == null) {
return head;
}
// 已确定当前head.val != val
ListNode pre = head;
ListNode cur = head.next;
while (cur != null) {
if (cur.val == val) {
pre.next = cur.next;
} else {
pre = cur;
}
cur = cur.next;
}
return head;
}
解法1：递归
// 递归版本
class Solution {
public ListNode swapPairs(ListNode head) {
// base case 退出提交
if(head == null || head.next == null) return head;
// 获取当前节点的下一个节点
ListNode next = head.next;
// 进行递归
ListNode newNode = swapPairs(next.next);
// 这里进行交换
next.next = head;
head.next = newNode;
return next;
}
}
解法2：虚拟头节点
// 虚拟头结点
class Solution {
public ListNode swapPairs(ListNode head) {
ListNode dummyNode = new ListNode(0);
dummyNode.next = head;
ListNode prev = dummyNode;
while (prev.next != null && prev.next.next != null) {
ListNode temp = head.next.next; // 缓存 next
prev.next = head.next; // 将 prev 的 next 改为 head 的 next
head.next.next = head; // 将 head.next(prev.next) 的next，指向 head
head.next = temp; // 将head 的 next 接上缓存的temp
prev = head; // 步进1位
head = head.next; // 步进1位
}
return dummyNode.next;
}
}
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。
进阶：你能尝试使用一趟扫描实现吗？
解法：建立虚拟头节点
class Solution {
public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
ListNode dummy = new ListNode(-1);
dummy.next = head;
ListNode slow = dummy;
ListNode fast = dummy;
while (n-- > 0) {
fast = fast.next;
}
// 记住 待删除节点slow 的上一节点
ListNode prev = null;
while (fast != null) {
prev = slow;
slow = slow.next;
fast = fast.next;
}
// 上一节点的next指针绕过 待删除节点slow 直接指向slow的下一节点
prev.next = slow.next;
// 释放 待删除节点slow 的next指针, 这句删掉也能AC
slow.next = null;
return dummy.next;
}
}
6、链表相交
方法：引用完全相同-计算链表长度之差，从长度相等的位置往后找
/**
* Definition for singly-linked list.
* public class ListNode {
* int val;
* ListNode next;
* ListNode(int x) {
* val = x;
* next = null;
* }
* }
*/
public class Solution {
public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
ListNode curA = headA;
ListNode curB = headB;
int lenA = 0, lenB = 0;
while (curA != null) { // 求链表A的长度
lenA++;
curA = curA.next;
}
while (curB != null) { // 求链表B的长度
lenB++;
curB = curB.next;
}
curA = headA;
curB = headB;
// 让curA为最长链表的头，lenA为其长度
if (lenB > lenA) {
//1. swap (lenA, lenB);
int tmpLen = lenA;
lenA = lenB;
lenB = tmpLen;
//2. swap (curA, curB);
ListNode tmpNode = curA;
curA = curB;
curB = tmpNode;
}
// 求长度差
int gap = lenA - lenB;
// 让curA和curB在同一起点上（末尾位置对齐）
while (gap-- > 0) {
curA = curA.next;
}
// 遍历curA 和 curB，遇到相同则直接返回
while (curA != null) {
if (curA == curB) {
return curA;
}
curA = curA.next;
curB = curB.next;
}
return null;
}
}
7、环形链表的入口
题意： 给定一个链表，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。
为了表示给定链表中的环，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。
判断有环：可以使用快慢指针法， 分别定义 fast 和 slow指针，从头结点出发，fast指针每次移动两个节点，slow指针每次移动一个节点，如果 fast 和 slow指针在途中相遇 ，说明这个链表有环。
找到入口：从头结点出发一个指针，从相遇节点也出发一个指针，这两个指针每次只走一个节点， 那么当这两个指针相遇的时候就是 环形入口的节点。
public class Solution {
public ListNode detectCycle(ListNode head) {
ListNode slow = head;
ListNode fast = head;
while (fast != null && fast.next != null) {
slow = slow.next;
fast = fast.next.next;
if (slow == fast) {// 有环
ListNode index1 = fast;
ListNode index2 = head;
// 两个指针，从头结点和相遇结点，各走一步，直到相遇，相遇点即为环入口
while (index1 != index2) {
index1 = index1.next;
index2 = index2.next;
}
return index1;
}
}
return null;
}
}
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