代码随想录第四天 | 链表part02

24. 两两交换链表中的节点
    用虚拟头结点，这样会方便很多。
    本题链表操作就比较复杂了，建议大家先看视频，视频里我讲解了注意事项，为什么需要temp保存临时节点。
    题目链接/文章讲解/视频讲解： https://programmercarl.com/0024.两两交换链表中的节点.html

题目感想：
1.面对链表的题目为了方便处理，定义一个虚拟头节点，大概的思路就是，先让指针指向当前节点的NEXT节点,先保存NEXT节点的原始NEXT节点，然后使得NEXT节点的NEXT为它的前置节点，这样1、2节点的位置就替换过来了，然后cur指针再指向刚刚保存的那个节点，开始下一步操作；

 public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        ListNode dumyhead = new ListNode(-1); // 设置一个虚拟头结点
        dumyhead.next = head; // 将虚拟头结点指向head，这样方便后面做删除操作
        ListNode cur = dumyhead;
        ListNode temp; // 临时节点，保存两个节点后面的节点
        ListNode firstnode; // 临时节点，保存两个节点之中的第一个节点
        ListNode secondnode; // 临时节点，保存两个节点之中的第二个节点
        while (cur.next != null && cur.next.next != null) {
            temp = cur.next.next.next;
            firstnode = cur.next;
            secondnode = cur.next.next;
            cur.next = secondnode;       // 步骤一
            secondnode.next = firstnode; // 步骤二
            firstnode.next = temp;      // 步骤三
            cur = firstnode; // cur移动，准备下一轮交换
        }
        return dumyhead.next;
    }

// 将步骤 2,3 交换顺序，这样不用定义 temp 节点
public ListNode swapPairs(ListNode head) {
    ListNode dummy = new ListNode(0, head);
    ListNode cur = dummy;
    while (cur.next != null && cur.next.next != null) {
        ListNode node1 = cur.next;// 第 1 个节点
        ListNode node2 = cur.next.next;// 第 2 个节点
        cur.next = node2; // 步骤 1
        node1.next = node2.next;// 步骤 3
        node2.next = node1;// 步骤 2
        cur = cur.next.next;
    }
    return dummy.next;
}

2.还有一种方法是使用递归，先通过递归抵达链表末尾，递归回去的时候，就进行交换

    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;
    }

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19.删除链表的倒数第N个节点
双指针的操作，要注意，删除第N个节点，那么我们当前遍历的指针一定要指向 第N个节点的前一个节点，建议先看视频。
题目链接/文章讲解/视频讲解：https://programmercarl.com/0019.删除链表的倒数第N个节点.html

题目感想：
1.这里也定义虚拟头节点，然后通过快慢指针，因为要删除倒数的第N个节点，也就是距离尾部的距离为N的节点，所以我们先定义两个指针，快指针要先于慢指针走N个节点，然后两个节点再一起走，直到快指针抵达链表末尾；
2.需要注意定义了虚拟头节点的影响，以及快指针和慢指针之间的距离，慢指针停留下来要在想要删除节点的前面，这样才能便于删除操作；

 public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
        //新建一个虚拟头节点指向head
        ListNode dummyNode = new ListNode(0);
        dummyNode.next = head;
        //快慢指针指向虚拟头节点
        ListNode fastIndex = dummyNode;
        ListNode slowIndex = dummyNode;

        // 只要快慢指针相差 n 个结点即可
        for (int i = 0; i <= n; i++) {
            fastIndex = fastIndex.next;
        }
        while (fastIndex != null) {
            fastIndex = fastIndex.next;
            slowIndex = slowIndex.next;
        }

        // 此时 slowIndex 的位置就是待删除元素的前一个位置。
        // 具体情况可自己画一个链表长度为 3 的图来模拟代码来理解
        // 检查 slowIndex.next 是否为 null，以避免空指针异常
        if (slowIndex.next != null) {
            slowIndex.next = slowIndex.next.next;
        }
        return dummyNode.next;
    }

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面试题 02.07. 链表相交
本题没有视频讲解，大家注意 数值相同，不代表指针相同。
题目链接/文章讲解：https://programmercarl.com/面试题02.07.链表相交.html

题目感想：
1.这题链表相交是不含环的，且链表相交后的节点都一致，基于这个我们才能解题；
2.第一种方法就是因为相交后的节点都一样，所以我们先判断两个链表的长度，然后将两个链表的尾部对齐，也就是定义了两个指针在两个链表尾部对齐的前提下进行遍历，如果两个指针的值一样就说明找到交点了；

(版本一)先行移动长链表实现同步移动
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;
    }

}

3.第二种方法就是定义两个指针分别开始遍历两个链表，遍历完本链表就去遍历另外一条链表，如果遍历期间有相同的指针就是入口了。
这个原因是假设两个链表相交，那么他们的相同部分是c，不同部分分别是a,b,那么按照上述遍历，将会走同样长的路程就能得到入口点了；

(版本二) 合并链表实现同步移动
public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
		// p1 指向 A 链表头结点，p2 指向 B 链表头结点
		ListNode p1 = headA, p2 = headB;
		while (p1 != p2) {
			// p1 走一步，如果走到 A 链表末尾，转到 B 链表
			if (p1 == null) p1 = headB;
			else            p1 = p1.next;
			// p2 走一步，如果走到 B 链表末尾，转到 A 链表
			if (p2 == null) p2 = headA;
			else            p2 = p2.next;
		}
		return p1;
    }
}

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142.环形链表II
算是链表比较有难度的题目，需要多花点时间理解 确定环和找环入口，建议先看视频。
题目链接/文章讲解/视频讲解：https://programmercarl.com/0142.环形链表II.html

题目感想：
1.首先我们要确定是否有环，可以定义两个快慢指针，快指针一下走两个，慢指针一下走一个，如果有环的话他们一定会相交，没有环的就会遍历到链表末尾；
2.有环就需要找到环的入口，这个推到过程可以去看上面的链接里面，详细介绍了为什么会在慢指针走在环中的第一圈相遇，以及为什么定义两个指针，一个从相遇节点出发，一个从起始节点出发，每次走一格，最终相遇的地方是环的入口；

 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;
    }