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链表提升
1、反转链表
2、回文链表
3、链表带环
4、复杂链表的复制
经典笔试题:反转链表、回文链表、链表带环、复杂链表的复制
给定单链表的头节点 head
,请反转链表,并返回反转后的链表的头节点。
思路1:暴力解决
直接将1->NULL 2->1 3->2 4->3 5->4
思路2:头插法
代码:
class Solution {
public:
ListNode* reverseList(ListNode* head) {
struct ListNode* newhead = NULL;
struct ListNode* cur = head;
while(cur)
{
struct ListNode* next = cur->next;
cur->next = newhead;
newhead = cur;
cur = next;
}
return newhead;
}
};
给定一个链表的 头节点 head
,请判断其是否为回文链表。
如果一个链表是回文,那么链表节点序列从前往后看和从后往前看是相同的。
思路1:利用容器栈,将链表每个节点存入栈,然后弹出之后与原链表比较
思路2:利用快慢指针,在链表笔试题目中,快慢指针的思路十分重要
让慢指针走一步,快指针走两步,当快指针走到尾或者尾的前一个的时候,慢指针走到中间部分,然后可以从中间部分将后续链表反转,然后再从头节点出发比较。优点:不需要利用额外的容器空间。
代码如下:
class Solution {
public:
ListNode* reverseList(ListNode* head) {
if(head == NULL) return NULL;
struct ListNode* newhead = NULL;
struct ListNode* cur = head;
while(cur)
{
struct ListNode* next = cur->next;
cur->next = newhead;
newhead = cur;
cur = next;
}
return newhead;
}
bool isPalindrome(ListNode* head) {
struct ListNode* fast = head;
struct ListNode* slow = head;
struct ListNode* cur = head;
if(head == NULL) return false;
if(head->next == NULL) return true;
while(fast && fast->next)
{
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
}
struct ListNode* newhead = reverseList(slow);
while(cur && newhead)
{
if(cur->val != newhead->val)
{
return false;
}
cur = cur->next;
newhead = newhead->next;
}
return true;
}
};
给定一个链表的头节点 head
,返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环,则返回 null
。
首先要明确链表带环只有上图一种情况,因为只有一个next指针。
分析是否带环
判断链表是否带环本质上是一个追击问题,让慢指针走一步,快指针走两步,快指针先进环,当满指针进环的时候,快指针可能走了很远也可能走了一点距离,总之就是当慢指针进环的时候,快指针距离慢指针有一定的距离x,然后继续走,慢指针和快指针每继续走一步,这个距离x就会-1,最终快指针一定会追上慢指针,当追上的时候就说明链表一定带环,如果快指针走到了NULL,说明链表不带环。
扩展:如果fast走N步,一定会和slow相遇? 不一定!
这个就是追击问题的扩展,需要自己写表达式分析,理解了上面的问题自己扩展便能解决。
分析入环点:
由上图可知,当快指针与慢指针相遇的时候,此时慢指针继续走到入环点的距离等于从头节点走到入环点的距离。所以解决入环点问题,当slow和fast相遇的时候,让一个节点从头节点走,然后slow继续走,slow和从头节点走的指针相遇的点就是入环点。
代码如下:
class Solution {
public:
ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
ListNode* slow = head;
ListNode* fast = head;
while(fast && fast->next)
{
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
if(slow == fast)
{
//相遇
ListNode* meet = slow;
//公式证明,从相遇点出发,同时一个从头节点出发,同时走,最终会在入环点相遇
while(meet != head)
{
meet = meet->next;
head = head->next;
}
return meet;
}
}
return NULL;
}
};
给你一个长度为 n 的链表,每个节点包含一个额外增加的随机指针 random ,该指针可以指向链表中的任何节点或空节点。
构造这个链表的 深拷贝。 深拷贝应该正好由 n 个 全新 节点组成,其中每个新节点的值都设为其对应的原节点的值。新节点的 next 指针和 random 指针也都应指向复制链表中的新节点,并使原链表和复制链表中的这些指针能够表示相同的链表状态。复制链表中的指针都不应指向原链表中的节点 。
思路1:利用容器哈希表,每次遍历一个节点就放在容器中,并且contain,检测是否容器中存在,如果链表带环,第一个contain到的节点就是入环点。
思路2:复制一个copy链表,将每一个节点链接在原链表相同节点后,如7->7'->13->13',需要复制的节点的random是原节点的random的next节点,next节点同理,但是要记住还原原链表。
class Solution {
public:
Node* copyRandomList(Node* head) {
//1.复制一个copy链表,将每一个节点链接在原链表相同节点后,如7->7'->13->13';
struct Node *cur=head;
while(cur)
{
struct Node* copy=(struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
copy->val=cur->val;
copy->next=cur->next;
cur->next=copy;
cur=copy->next;
}
//2.制造随即指针;
cur=head;
while(cur)
{
struct Node* copy=cur->next;
if(cur->random==NULL)
copy->random=NULL;
else
copy->random=cur->random->next;
cur=copy->next;
}
//3.将copy链表断开,然后将copy尾插至新的链表copyHead中;
cur=head;
struct Node *copyHead=NULL,*copyTail=NULL;
while(cur)
{
struct Node* copy=cur->next;
struct Node* next=copy->next;
if(copyTail==NULL)
copyHead=copyTail=copy;
else
{
copyTail->next=copy;
copyTail=copyTail->next;
}
cur->next=next;
cur=next;
}
return copyHead;
}
};