常见算法总结 - 链表篇
本文总结了常见高频的关于链表的算法考察。
1.如何找到链表的中间元素？
我们可以采用快慢指针的思想，使用步长为1的慢指针和步长为2的快指针，当快指针抵达链表末尾时，此时慢指针指向的即为中点位置。
public static LinkNode findMiddleByPointer(LinkNode node) {
LinkNode slow = node;
LinkNode fast = node;
// 检测快指针是否可以安全移动
while (fast.next != null && fast.next.next != null) {
slow = slow.next;
fast = fast.next.next;
}
return slow;
}
我们还可以采用递归的方式，当递归到最末尾的时候，我们已经能知道链表的长度，此时当递归回去的时候，判断当前递归层级等于链表长度一半的时候，即为链表的重点。
public static void findMiddleByRecursion(LinkNode node, int recursionIndex) {
if (node.next != null) {
findMiddleByRecursion(node.next, recursionIndex + 1);
} else {
middleIndex = recursionIndex % 2 == 0 ? recursionIndex / 2 : recursionIndex / 2 + 1;
}
if (middleIndex == recursionIndex) {
System.out.println(node.value);
}
return;
}
2.检测链表是否有环。
检测链表是否有环是非常常见的算法考察。常见的就是使用快慢指针，如果快慢指针有重合的时候，说明链表是有环的。
public static boolean isExistCircle(LinkNode node) {
LinkNode slow = node;
LinkNode fast = node;
while (fast.next != null && fast.next.next != null) {
slow = slow.next;
fast = fast.next.next;
if (slow == fast) {
return true;
}
}
return false;
}
3.如何列表反转（递归）
我们可以在递归回溯的时候，反向更改节点的指针。
public static void reverseLinkListByRecursion(LinkNode cur, LinkNode next) {
if (next == null) {
return;
}
reverseLinkListByRecursion(next, next.next);
next.next = cur;
cur.next = null;
return;
}
4.如何反转链表（非递归）
反转链表的非递归方式，我们可以采用三个指针，分别指向当前节点，下个节点，下下个节点，调整好下个节点的next指向后，继续利用下下个节点进行往后操作。
public static void reverseLinkListByPointer(LinkNode node) {
LinkNode cur = node;
LinkNode next = node.next;
LinkNode nextNext = null;
cur.next = null;
while (next != null) {
nextNext = next.next;
next.next = cur;
cur = next;
next = nextNext;
}
}
5.删除经过排序的链表中重复的节点。
通过在遍历中，判断当前的数字是否与之前的重复数字相同，如果相同的话，直接跳过，直到找到与之前重复数字不同时，将原先的指针跳过重复的节点，指向当前非重复数字节点。
public static void removeDuplicateNode(LinkNode node) {
if (node == null) {
return;
}
LinkNode cur = node;
LinkNode next = node.next;
int dupicateVal = node.value;
while (next != null) {
if (next.value == dupicateVal) {
next = next.next;
continue;
}
dupicateVal = next.value;
cur.next = next;
cur = next;
next = next.next;
}
}
6.如何计算两个链表的代表数字之和。
将链表代表的数字进行相加即可，注意首位代表的是个位。3->1->5 代表513，5->9->2 代表295，最终计算结果为 8->0->8， 808。
public static LinkNode sumTwoLinkList(LinkNode num1, LinkNode num2) {
// 如果其中一个链表为空的，直接当做0处理，返回另外一个链表
if (num1 == null) {
return num2;
}
if (num2 == null) {
return num1;
}
LinkNode sum = new LinkNode();
// 保存头结点，如果计算完成后直接返回头结点
LinkNode head = sum;
// 是否进位
boolean isOver = false;
// 当两个节点，其中一个存在时，即可进行累加
while (num1 != null || num2 != null) {
// 默认初始化为0
int num1Val = 0;
int num2Val = 0;
if (num1 != null) {
num1Val = num1.value;
}
if (num2 != null) {
num2Val = num2.value;
}
// 如果进位的话 多加1
int singleSum = num1Val + num2Val + (isOver == true ? 1 : 0);
if (singleSum >= 10) {
isOver = true;
singleSum = singleSum % 10;
} else {
isOver = false;
}
sum.value = singleSum;
// 移动指针
num1 = num1 != null ? num1.next : null;
num2 = num2 != null ? num2.next : null;
// 没有数字相加，直接结束
if (num1 == null && num2 == null) {
break;
} else {
// 还有数字相加的话 提前生成下个数字
sum.next = new LinkNode();
sum = sum.next;
}
}
return head;
}
7.链表-奇数位升序偶数位降序-让链表变成升序
先将链表拆分成奇数的链表，和偶数的链表，然后翻转偶数的链表，在合并两个链表。
public class SortAscDescLinkList {
public static LinkNode oddLinkList = null;
public static LinkNode evenLinkList = null;
public static void main(String[] args) {
// 初始化测试链表
LinkNode x1 = new LinkNode(1);
LinkNode x2 = new LinkNode(10);
LinkNode x3 = new LinkNode(2);
LinkNode x4 = new LinkNode(9);
LinkNode x5 = new LinkNode(3);
LinkNode x6 = new LinkNode(8);
LinkNode x7 = new LinkNode(4);
LinkNode x8 = new LinkNode(7);
LinkNode x9 = new LinkNode(5);
LinkNode x10 = new LinkNode(6);
x1.setNext(x2).setNext(x3).setNext(x4).setNext(x5).setNext(x6).setNext(x7).setNext(x8).setNext(x9).setNext(x10);
// 先按奇数偶数位拆分链表
splitList(x1);
// 再反转链表
evenLinkList = reverseLinkList(evenLinkList);
// 再合并链表
mergeList(oddLinkList, evenLinkList);
oddLinkList.printList();
}
/**
* 拆分两个链表
* @param node
*/
public static void splitList(LinkNode node) {
oddLinkList = node;
evenLinkList = node.next;
LinkNode oddCur = node;
LinkNode evenCur = node.next;
while (oddCur != null || evenCur != null) {
if (oddCur.next != null && oddCur.next.next != null) {
oddCur.next = oddCur.next.next;
oddCur = oddCur.next;
}else {
oddCur.next = null;
oddCur = null;
}
if (evenCur.next != null && evenCur.next.next != null) {
evenCur.next = evenCur.next.next;
evenCur = evenCur.next;
}else {
evenCur.next = null;
evenCur = null;
}
}
}
/**
* 反转链表
* @param node
* @return
*/
public static LinkNode reverseLinkList(LinkNode node) {
LinkNode cur = node;
LinkNode next = node.next;
LinkNode nextNext = null;
cur.next = null;
while (next != null) {
nextNext = next.next;
next.next = cur;
cur = next;
next = nextNext;
}
return cur;
}
/**
* 合并两个链表
* @param oddLinkList
* @param evenLinkList
*/
public static void mergeList(LinkNode oddLinkList, LinkNode evenLinkList) {
LinkNode oddTail = oddLinkList;
while (oddTail.next != null) {
oddTail = oddTail.next;
}
oddTail.next = evenLinkList;
}
}
8.一个单向链表，删除倒数第N个数据。
准备两个指针，初始指向头结点，1号指针先走n步，然后2号指针开始走，当1号指针走到尾节点时，2号指针即为倒数第N个数据。
public static LinkNode findLastKNumber(LinkNode node, int k) {
LinkNode fast = node;
LinkNode slow = node;
for (int i = 0; i < k; i++) {
// 如果fast为空的话，说明k超出范围
if (fast == null) {
throw new RuntimeException("超出链表范围！");
}
fast = fast.next;
}
while (fast != null) {
fast = fast.next;
slow = slow.next;
}
return slow;
}
笔者个人总结，如有错误之处望不吝指出。
本文转自我的个人博客:《CoderV的进阶笔记》
欢迎加入Java后端架构技术讨论群：1398880
我的公众号：CoderV的进阶笔记，记录技术心得
