剑指offer-数据结构二——链表

剑指offer-数据结构二——链表

  • 剑指offer-数据结构
    • 链表
      • 1.从尾到头打印链表
      • 2. 输入一个链表,输出该链表中倒数第k个结点。
      • 3.输入一个链表,反转链表后,输出新链表的表头。
      • 4. 合并两个排序的链表
      • 5. 两个链表的第一个公共节点

剑指offer-数据结构

链表

1.从尾到头打印链表

面试题6:从尾到头打印链表

题目:输入一个链表的头结点,从尾到头反过来打印出每个结点的值。

思路分析:借助栈来实现从尾到头打印链表

/**
*  struct ListNode {
*        int val;
*        struct ListNode *next;
*        ListNode(int x) :
*              val(x), next(NULL) {
*        }
*  };
*/
class Solution {
public:
    vector<int> printListFromTailToHead(ListNode* head) {
        vector<int> vec;
        if (head == nullptr) return vec;
        stack<int> sta;
        ListNode* ptr = head;
        while (ptr != nullptr) {
            sta.push(ptr -> val);
            ptr = ptr -> next;
        }

        while(!sta.empty()) {
            vec.push_back(sta.top());
            sta.pop();
        }
        return vec;
    }
};

2. 输入一个链表,输出该链表中倒数第k个结点。

**思路分析:**从链表头开始遍历,首先计算出链表的长度,倒数第k个位置的节点,即是顺数length-k+1个位置的节点,在从头开始遍历至length-k+1个位置即可,这种思路需要遍历两遍链表为了只遍历一遍链表,可以使用两个指针。

(1)遍历两次链表的做法:

/*
struct ListNode {
	int val;
	struct ListNode *next;
	ListNode(int x) :
			val(x), next(NULL) {
	}
};*/
class Solution {
public:
    ListNode* FindKthToTail(ListNode* pListHead, unsigned int k) {
        ListNode* pnode = nullptr;
        if (pListHead == nullptr) return pnode;

        int length = 0;
        pnode = pListHead;
        while (pnode != nullptr) {
            // 计算链表的长度
            length++;
            pnode = pnode -> next;
        }

        if (k > length) 
            return nullptr;
        else {
            int posk = length - k;
            int index = 0;
            pnode = pListHead;
            while (index < posk) {
                pnode = pnode -> next;
                index++;
            }
            return pnode;
        }

    }
};

**(2)只遍历一次链表的做法:**需要设置两个指针。

/*
struct ListNode {
	int val;
	struct ListNode *next;
	ListNode(int x) :
			val(x), next(NULL) {
	}
};*/
class Solution {
public:
    ListNode* FindKthToTail(ListNode* pListHead, unsigned int k) {
        ListNode* phead = nullptr;
        if (pListHead == nullptr) return phead;
        phead = pListHead;
        ListNode* ptail = pListHead;
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            if (phead != nullptr) {
                phead = phead -> next;
            } else {
                //  表明k比链表的长度还要大
                return nullptr;
            }
        }

        while (phead != nullptr) {
            phead = phead -> next;
            ptail = ptail -> next;
        }

        return ptail;
    }
};

3.输入一个链表,反转链表后,输出新链表的表头。

/*
struct ListNode {
	int val;
	struct ListNode *next;
	ListNode(int x) :
			val(x), next(NULL) {
	}
};*/
class Solution {
public:
    ListNode* ReverseList(ListNode* pHead) {
        ListNode* head = nullptr;
        if (pHead == nullptr) return head;
        head = pHead;
        ListNode* temp1 = head -> next;
        ListNode* temp2 = head -> next;
        head -> next = nullptr;
        while (temp1 != nullptr) {
            temp2 = temp1 -> next;
            temp1 -> next = head;
            head = temp1;
            temp1 = temp2;
        }
        return head;
    }
};

4. 合并两个排序的链表

输入两个单调递增的链表,输出两个链表合成后的链表,当然我们需要合成后的链表满足单调不减规则。

/*
struct ListNode {
	int val;
	struct ListNode *next;
	ListNode(int x) :
			val(x), next(NULL) {
	}
};*/
class Solution {
public:
    ListNode* Merge(ListNode* pHead1, ListNode* pHead2) {
        if (pHead1 == nullptr && pHead2 == nullptr)
            return nullptr;
        else if (pHead1 == nullptr)
            return pHead2;
        else if (pHead2 == nullptr)
            return pHead1;
        
        ListNode* head = nullptr;
        ListNode* tail = nullptr;

        while (pHead1 != nullptr && pHead2 != nullptr) {
            if (pHead1 -> val <= pHead2 -> val) {
                if (head == nullptr) {
                    head = tail = pHead1;
                    pHead1 = pHead1 -> next;
                    head -> next = tail -> next = nullptr;
                } else {
                    tail -> next = pHead1;
                    pHead1 = pHead1 -> next;
                    tail = tail -> next;
                    tail -> next = nullptr;
                }
            } else {
                if (head == nullptr) {
                    head = tail = pHead2;
                    pHead2 = pHead2 -> next;
                    head -> next = tail -> next = nullptr;
                } else {
                    tail -> next = pHead2;
                    pHead2 = pHead2 -> next;
                    tail = tail -> next;
                    tail -> next = nullptr;
                }
            }
        }

        if (pHead1 != nullptr) {
            tail -> next = pHead1;
        } else if (pHead2 != nullptr) {
            tail -> next = pHead2;
        }

        return head;
    }
};

5. 两个链表的第一个公共节点

输入两个链表,找出它们的第一个公共结点。栈是呈Y字型的。

思路分析:

思路一: 首先计算出两个链表的长度,计算出两个链表的长度差count,将指向比较长的链表的指针向前移动count位,然后两个链表的指针一起移动,找到第一个指向相同节点的两个指针,返回这个指针即可。时间复杂度是O(m + n).

思路二: 使用两个栈来分别保存两个链表的元素,然后从栈顶开始比较两个栈的栈顶元素,如果元素相等,那么记录当前相等的元素,并且将栈顶元素从两个栈弹出,直到两个栈的栈顶元素不再相等为止,输出记录下的相等的元素即可,这种方式的时间复杂度是O(m + n),空间复杂度也是O(m + n).

/*
struct ListNode {
	int val;
	struct ListNode *next;
	ListNode(int x) :
			val(x), next(NULL) {
	}
};*/
class Solution {
public:
    ListNode* FindFirstCommonNode( ListNode* pHead1, ListNode* pHead2) {
        if (pHead1 == nullptr || pHead2 == nullptr)
            return nullptr;
        int length1 = 0;
        int length2 = 0;
        ListNode* pnode1 = pHead1;
        ListNode* pnode2 = pHead2;
        while (pnode1 != nullptr) {
            ++length1;
            pnode1 = pnode1 -> next;
        }

        while (pnode2 != nullptr) {
            ++length2;
            pnode2 = pnode2 -> next;
        }

        pnode1 = pHead1;
        pnode2 = pHead2;
        if (length1 > length2) {
            int count = length1 - length2;
            while (count--) {
                if (pnode1 != nullptr) {
                    pnode1 = pnode1 -> next;
                } else {
                    return nullptr;
                }
            }
        } else if (length2 > length1) {
            int count = length2 - length1;
            while (count--) {
                if (pnode2 != nullptr) {
                    pnode2 = pnode2 -> next;
                } else {
                    return nullptr;
                }
            }
        }

        while (pnode1 && pnode2) {
            if (pnode1 == pnode2) {
                return pnode1;
            }
            pnode1 = pnode1 -> next;
            pnode2 = pnode2 -> next;
        }
        return nullptr;
    }
};

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