leetcode刷题之链表

/*
链表结构
 */
public class ListNode {
     
    int val;
    ListNode next;

    ListNode(int x) {
     
        val = x;
    }
}

/*
1.删除链表中的节点
实现一种算法，删除单向链表中间的某个节点（即不是第一个或最后一个节点），假定你只能访问该节点。
 示例：

输入：单向链表a->b->c->d->e->f中的节点c
结果：不返回任何数据，但该链表变为a->b->d->e->f
 */
class DeleteNode {
     
    public void deleteNode(ListNode node) {
     
        node.val = node.next.val;
        node.next = node.next.next;
    }
}

/*
2.删除链表中的节点
请编写一个函数，使其可以删除某个链表中给定的（非末尾）节点，你将只被给定要求被删除的节点。

现有一个链表 -- head = [4,5,1,9]，它可以表示为:

示例 1:

输入: head = [4,5,1,9], node = 5
输出: [4,1,9]
解释: 给定你链表中值为 5 的第二个节点，那么在调用了你的函数之后，该链表应变为 4 -> 1 -> 9.
示例 2:

输入: head = [4,5,1,9], node = 1
输出: [4,5,9]
解释: 给定你链表中值为 1 的第三个节点，那么在调用了你的函数之后，该链表应变为 4 -> 5 -> 9.
 
说明:
链表至少包含两个节点。
链表中所有节点的值都是唯一的。
给定的节点为非末尾节点并且一定是链表中的一个有效节点。
不要从你的函数中返回任何结果。
 */
class DeleteNode1 {
     
    public void deleteNode(ListNode node) {
     
        node.val = node.next.val;
        node.next = node.next.next;
    }
}

/*
3.二进制链表转整数
给你一个单链表的引用结点 head。链表中每个结点的值不是 0 就是 1。已知此链表是一个整数数字的二进制表示形式。
请你返回该链表所表示数字的 十进制值 。
示例 1：
输入：head = [1,0,1]
输出：5
解释：二进制数 (101) 转化为十进制数 (5)
示例 2：
输入：head = [0]
输出：0
示例 3：
输入：head = [1]
输出：1
示例 4：
输入：head = [1,0,0,1,0,0,1,1,1,0,0,0,0,0,0]
输出：18880
 */
class GetDecimalValue {
     
    public int getDecimalValue(ListNode head) {
     
        ListNode cur = head;
        int sum = 0;
        while (cur != null) {
     
            sum <<= 1;
            sum += cur.val;
            cur = cur.next;
        }
        return sum;

    }
}

/*
4.链表中倒数第k个节点
实现一种算法，找出单向链表中倒数第 k 个节点。返回该节点的值。
注意：本题相对原题稍作改动
示例：
输入： 1->2->3->4->5 和 k = 2
输出： 4
说明：
给定的 k 保证是有效的。
 */

class KthToLast {
     
    public int kthToLast(ListNode head, int k) {
     
        ListNode l = head;
        for (int i = 0; i < k; i++) {
     
            l = l.next;
        }
        while (l != null) {
     
            head = head.next;
            l = l.next;
        }

        return head.val;

    }
}

/*
5.链表中倒数第k个节点
输入一个链表，输出该链表中倒数第k个节点。为了符合大多数人的习惯，本题从1开始计数，即链表的尾节点是倒数第1个节点。例如，一个链表有6个节点，从头节点开始，它们的值依次是1、2、3、4、5、6。这个链表的倒数第3个节点是值为4的节点。
示例：
给定一个链表: 1->2->3->4->5, 和 k = 2.
返回链表 4->5.
 */
class GetKthFromEnd {
     
    public ListNode getKthFromEnd(ListNode head, int k) {
     
        ListNode l = head;
        for (int i = 0; i < k; i++) {
     
            l = l.next;
        }
        while (l != null) {
     
            head = head.next;
            l = l.next;
        }
        return head;
    }
}

/*
6.从尾到头打印链表
输入一个链表的头节点，从尾到头反过来返回每个节点的值（用数组返回）。
示例 1：
输入：head = [1,3,2]
输出：[2,3,1]
 */
class ReversePrint {
     
    public int[] reversePrint(ListNode head) {
     
        Stack<ListNode> stack = new Stack<ListNode>();
        ListNode temp = head;
        while (temp != null) {
     
            stack.push(temp);
            temp = temp.next;
        }
        int size = stack.size();
        int print[] = new int[size];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
     
            print[i] = stack.pop().val;
        }
        return print;
    }
    /*
    ArrayList tmp = new ArrayList<>();

    public int[] reversePrint(ListNode head) {
        recur(tmp);
        int[] res = new int[tmp.size()];
        for (int i = 0; i < res.length; i++)
            res[i] = tmp.get(i);
        return res;
    }

    void recur(ListNode head) {
        if (head == null) return;
        recur(head.next);
        tmp.add(head.val);
    }
     */
}

/*
7.反转链表
定义一个函数，输入一个链表的头节点，反转该链表并输出反转后链表的头节点。
示例:
输入: 1->2->3->4->5->NULL
输出: 5->4->3->2->1->NULL
 */

class ReverseList {
     
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
     
        ListNode pre =null;
        ListNode cur=head;
        while(cur!=null){
     
            ListNode tmp=cur.next;
            cur.next=pre;
            pre=cur;
            cur=tmp;
        }
        return pre;
    }
    /*
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if(head==null||head.next==null){
            return head;
        }
        ListNode cur=reverseList(head.next);
        head.next.next=head;
        head.next=null;
        return cur;
    }
     */
}

/*
8.链表的中间结点
给定一个带有头结点 head 的非空单链表，返回链表的中间结点。
如果有两个中间结点，则返回第二个中间结点。
示例 1：
输入：[1,2,3,4,5]
输出：此列表中的结点 3 (序列化形式：[3,4,5])
返回的结点值为 3 。 (测评系统对该结点序列化表述是 [3,4,5])。
注意，我们返回了一个 ListNode 类型的对象 ans，这样：
ans.val = 3, ans.next.val = 4, ans.next.next.val = 5, 以及 ans.next.next.next = NULL.
示例 2：
输入：[1,2,3,4,5,6]
输出：此列表中的结点 4 (序列化形式：[4,5,6])
由于该列表有两个中间结点，值分别为 3 和 4，我们返回第二个结点。
 */
class MiddleNode {
     
    public ListNode middleNode(ListNode head) {
     
        ListNode cur=head;
        int i=0,j;
        while(cur!=null){
     
            ++i;
            cur=cur.next;
        }
        int k=0;
        cur=head;
        while(k<i/2){
     
            ++k;
            cur=cur.next;
        }
        return cur;
    }
    /*
    public ListNode middleNode(ListNode head) {
        ListNode A[]=new ListNode[100];
        int i=0;
        while(head!=null){
            A[i++]=head;
            head=head.next;
        }
        return A[i/2];
    }
     */
}
/*
9.合并两个排序的链表
输入两个递增排序的链表，合并这两个链表并使新链表中的节点仍然是递增排序的。
示例1：
输入：1->2->4, 1->3->4
输出：1->1->2->3->4->4
 */

class MergeTwoLists {
     
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
     
        ListNode dum = new ListNode(0), cur = dum;
        while(l1 != null && l2 != null) {
     
            if(l1.val < l2.val) {
     
                cur.next = l1;
                l1 = l1.next;
            }
            else {
     
                cur.next = l2;
                l2 = l2.next;
            }
            cur = cur.next;
        }
        cur.next = l1 != null ? l1 : l2;
        return dum.next;
    }
}

/*
10.链表相交
给定两个（单向）链表，判定它们是否相交并返回交点。请注意相交的定义基于节点的引用，而不是基于节点的值。
换句话说，如果一个链表的第k个节点与另一个链表的第j个节点是同一节点（引用完全相同），则这两个链表相交。
示例 1：
输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,0,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3
输出：Reference of the node with value = 8
输入解释：相交节点的值为 8 （注意，如果两个列表相交则不能为 0）。从各自的表头开始算起，链表 A 为 [4,1,8,4,5]，
链表 B 为 [5,0,1,8,4,5]。在 A 中，相交节点前有 2 个节点；在 B 中，相交节点前有 3 个节点。
示例 2：
输入：intersectVal = 2, listA = [0,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1
输出：Reference of the node with value = 2
输入解释：相交节点的值为 2 （注意，如果两个列表相交则不能为 0）。从各自的表头开始算起，链表 A 为 [0,9,1,2,4]，
链表 B 为 [3,2,4]。在 A 中，相交节点前有 3 个节点；在 B 中，相交节点前有 1 个节点。
示例 3：
输入：intersectVal = 0, listA = [2,6,4], listB = [1,5], skipA = 3, skipB = 2
输出：null
输入解释：从各自的表头开始算起，链表 A 为 [2,6,4]，链表 B 为 [1,5]。由于这两个链表不相交，所以 intersectVal 必须为 0，而 skipA 和 skipB 可以是任意值。
解释：这两个链表不相交，因此返回 null。
 */

class GetIntersectionNode {
     
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
     
        //思路：双指针法。一个指针指向A链表，一个指向B链表。如果相遇则返回，否则没有交点。

        //如果存在相交结点，那么pA和pB一定会相遇。
        if(headA == null || headB == null)  return null;

        ListNode pA = headA,pB = headB;

        while(pA != pB){
     
            pA = pA == null ? headB : pA.next;
            pB = pB == null ? headA : pB.next;
        }

        return pA;
    }
}

/*11. 移除重复节点
编写代码，移除未排序链表中的重复节点。保留最开始出现的节点。

示例1:
 输入：[1, 2, 3, 3, 2, 1]
 输出：[1, 2, 3]
示例2:
 输入：[1, 1, 1, 1, 2]
 输出：[1, 2]
提示：
链表长度在[0, 20000]范围内。
链表元素在[0, 20000]范围内。
 */
/*时间复杂度比较拉跨
class RemoveDuplicateNodes {
    public ListNode removeDuplicateNodes(ListNode head) {

        ListNode p = head;
        while (p != null) {
            ListNode q = p;
            while (q.next != null) {
                if (q.next.val == p.val)
                    q.next = q.next.next;
                else
                    q = q.next;
            }
            p = p.next;
        }
        return head;
    }
}

 */

class RemoveDuplicateNodes {
     
    public ListNode removeDuplicateNodes(ListNode head) {
     
        if (head == null || head.next == null){
     
            return head;
        }
        ListNode pre = head;
        ListNode later = null;
        Map<Integer, Integer> hashMap = new HashMap<>();
        while (pre != null){
     
            if (!hashMap.containsKey(pre.val)){
     
                hashMap.put(pre.val, 1);
                later = pre;
                pre = pre.next;
            } else {
     
                pre = pre.next;
                later.next = pre;
            }
        }
        return head;
    }
}

/*12.两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节点。
输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,0,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3
输出：Reference of the node with value = 8
输入解释：相交节点的值为 8 （注意，如果两个列表相交则不能为 0）。从各自的表头开始算起，链表 A 为 [4,1,8,4,5]，链表 B 为 [5,0,1,8,4,5]。在 A 中，相交节点前有 2 个节点；在 B 中，相交节点前有 3 个节点。

输入：intersectVal = 2, listA = [0,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1
输出：Reference of the node with value = 2
输入解释：相交节点的值为 2 （注意，如果两个列表相交则不能为 0）。从各自的表头开始算起，链表 A 为 [0,9,1,2,4]，链表 B 为 [3,2,4]。在 A 中，相交节点前有 3 个节点；在 B 中，相交节点前有 1 个节点。

输入：intersectVal = 0, listA = [2,6,4], listB = [1,5], skipA = 3, skipB = 2
输出：null
输入解释：从各自的表头开始算起，链表 A 为 [2,6,4]，链表 B 为 [1,5]。由于这两个链表不相交，所以 intersectVal 必须为 0，而 skipA 和 skipB 可以是任意值。
解释：这两个链表不相交，因此返回 null。

 */
class GetIntersectionNode2 {
     
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
     
        ListNode p=headA;
        ListNode q=headB;
        while(p!=q){
     
            p=p==null?headB:p.next;
            q=q==null?headA:q.next;
        }
        return p;
    }
}

/*
    //双百解法二：思路较为清晰，理解起来也较为简单
    public ListNode getIntersectionNode1(ListNode headA, ListNode headB) {
        int lengthA = 0, lengthB = 0;
        ListNode tmpA = headA, tmpB = headB;
        while(tmpA!=null){
            tmpA=tmpA.next;
            lengthA++;
        }
        while(tmpB!=null){
            tmpB = tmpB.next;
            lengthB++;
        }
        ListNode tmpLong = headA;//默认取A为长链表
        ListNode tmpShort = headB;
        int lengthDif = lengthA-lengthB;
        if(lengthA

/*13. 合并两个有序链表
将两个升序链表合并为一个新的 升序 链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。 

示例：
输入：1->2->4, 1->3->4
输出：1->1->2->3->4->4

 */

class MergeTwoLists1 {
     
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
     
        /*ListNode prehead = new ListNode(-1);

        ListNode prev = prehead;
        while (l1 != null && l2 != null) {
            if (l1.val <= l2.val) {
                prev.next = l1;
                l1 = l1.next;
            } else {
                prev.next = l2;
                l2 = l2.next;
            }
            prev = prev.next;
        }

        // 合并后 l1 和 l2 最多只有一个还未被合并完，我们直接将链表末尾指向未合并完的链表即可
        prev.next = l1 == null ? l2 : l1;

        return prehead.next;*/
        if(l1==null){
     
            return l2;
        }else if(l2==null){
     
            return l1;
        }else if(l1.val<l2.val){
     
            l1.next=mergeTwoLists(l1.next,l2);
            return l1;
        }else {
     
            l2.next=mergeTwoLists(l1,l2.next);
            return l2;
        }
    }
}

/*14.删除链表的节点
给定单向链表的头指针和一个要删除的节点的值，定义一个函数删除该节点。
返回删除后的链表的头节点。
注意：此题对比原题有改动
示例 1:
输入: head = [4,5,1,9], val = 5
输出: [4,1,9]
解释: 给定你链表中值为 5 的第二个节点，那么在调用了你的函数之后，该链表应变为 4 -> 1 -> 9.
示例 2:
输入: head = [4,5,1,9], val = 1
输出: [4,5,9]
解释: 给定你链表中值为 1 的第三个节点，那么在调用了你的函数之后，该链表应变为 4 -> 5 -> 9.
 */

class DeleteNode2 {
     
    public ListNode deleteNode(ListNode head, int val) {
     
        if(head.val == val) return head.next;
        ListNode pre = head, cur = head.next;
        while(cur != null && cur.val != val) {
     
            pre = cur;
            cur = cur.next;
        }
        if(cur != null) pre.next = cur.next;
        return head;
    }
}

/*15.相交链表
编写一个程序，找到两个单链表相交的起始节点。
如下面的两个链表：
在节点 c1 开始相交。
示例 1：
输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,0,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3
输出：Reference of the node with value = 8
输入解释：相交节点的值为 8 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。从各自的表头开始算起，链表 A 为 [4,1,8,4,5]，链表 B 为 [5,0,1,8,4,5]。在 A 中，相交节点前有 2 个节点；在 B 中，相交节点前有 3 个节点。 
示例 2：
输入：intersectVal = 2, listA = [0,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1
输出：Reference of the node with value = 2
输入解释：相交节点的值为 2 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。从各自的表头开始算起，链表 A 为 [0,9,1,2,4]，链表 B 为 [3,2,4]。在 A 中，相交节点前有 3 个节点；在 B 中，相交节点前有 1 个节点。
示例 3：
输入：intersectVal = 0, listA = [2,6,4], listB = [1,5], skipA = 3, skipB = 2
输出：null
输入解释：从各自的表头开始算起，链表 A 为 [2,6,4]，链表 B 为 [1,5]。由于这两个链表不相交，所以 intersectVal 必须为 0，而 skipA 和 skipB 可以是任意值。
解释：这两个链表不相交，因此返回 null。

 */
class GetIntersectionNode3 {
     
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
     
        if(headA==null||headB==null){
     
            return null;
        }
        ListNode pA=headA,pB=headB;
        while(pA!=pB){
     
            pA=pA==null?headB:pA.next;
            pB=pB==null?headA:pB.next;
        }
        return pA;
    }
}

/*16.删除排序链表中的重复元素
给定一个排序链表，删除所有重复的元素，使得每个元素只出现一次。
示例 1:
输入: 1->1->2
输出: 1->2
示例 2:
输入: 1->1->2->3->3
输出: 1->2->3

 */

class DeleteDuplicates {
     
    public ListNode deleteDuplicates(ListNode head) {
     
        if(head==null||head.next==null)
            return head;
        ListNode tmp=head.next,cur=head;
        while(tmp!=null){
     
            if(cur.val==tmp.val){
     
                cur.next=tmp.next;
                tmp=tmp.next;
            }else{
     
                cur=cur.next;
                tmp=tmp.next;
            }
        }
        return head;

    }
}

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