【leetcode】链表（1）

目录

1. 倒数第k个节点

解题思路

2. 合并两个有序链表

解题思路

3. 链表分割

解题思路

4. 反转链表

解决思路

5. 链表的回文结构

解题思路

6. 相交链表

解题思路

7. 环形链表

解题思路

---

1. 倒数第k个节点

OJ：倒数第k个节点

描述

输入一个链表，输出该链表中倒数第k个结点。

示例1

输入：1，{1,2,3,4,5}

返回值：{5}

解题思路

• 思路1

倒数第k个 =  链表长度 - k；

先求出链表的长度，如果k>链表长度，则不存在这个节点，返回null；否则循环到第k个返回。

    public ListNode FindKthToTail(ListNode head,int k) {
        int length = 0;
        ListNode node = head;
        while(node != null){
            length ++;
            node = node.next;
        }
        if(k >length){
            return null;
        }
        // k = k % length;
        int index = length - k;
        node = head;
        for(int i = 0;i < index;i++){
            node = node.next;
        }

        return node;
    }

• 思路2

双指针法

（1）fir先走k步，若fir走到空，则说明k>链表长度，直接返回null；

（2）fir与ser一起走，当fir走到null时，ser正好到倒数第k个节点。

public ListNode FindKthToTail(ListNode head,int k) {
    if(head == null || k <= 0){
        return null;
    }
    ListNode fir = head,ser = head;
    for (int i = 0; i < k; i++) {
        if(fir == null){
            return null;
        }
        fir = fir.next;
    }
    while (fir != null){
        fir = fir.next;
        ser = ser.next;
    }

    return ser;
    }

2. 合并两个有序链表

OJ：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 1：

输入：l1 = [1,2,4], l2 = [1,3,4]

输出：[1,1,2,3,4,4]

示例 2：

输入：l1 = [], l2 = []

输出：[]

示例 3：

输入：l1 = [], l2 = [0]

输出：[0]

解题思路

• 思路1

拼接法

（1）创建一个新的链表，头节点newHead（不存储数据），tail指向新链表的最后一个

（2）判断list1与list2哪个的头节点数据小，将小的那个拼接到新节点的后面，tail后移，list1或list2后移。直到list1与list2其中一个为空。

（3)将剩下没拼接完的拼接到tail后面。

public ListNode mergeTwoLists(ListNode list1, ListNode list2) {
        ListNode newHead = new ListNode();
        ListNode tail = newHead;
        while(list1 != null && list2 != null){
            if(list1.val <= list2.val){
                tail.next = list1;
                tail = list1;
                list1 = list1.next;
            }else{
                tail.next = list2;
                tail = list2;
                list2 = list2.next;
            }
        }
        if(list1 != null){
            tail.next = list1;
        }
        if(list2 != null){
            tail.next = list2;
        }
        return newHead.next;
    }

• 思路2

递归法

public ListNode mergeTwoLists(ListNode list1, ListNode list2) {
        if(list1 == null){
            return list2;
        }
        if(list2 == null){
            return list1;
        }
        if(list1.val <= list2.val){
            list1.next = mergeTwoLists(list1.next,list2);
            return list1;
        }else {
            list2.next = mergeTwoLists(list1,list2.next);
            return list2;
        }
    }

3. 链表分割

OJ：链表分割

现有一链表的头指针 ListNode* pHead，给一定值x，编写一段代码将所有小于x的结点排在其余结点之前，且不能改变原来的数据顺序，返回重新排列后的链表的头指针。

解题思路

（1）创建两个新的链表，一个链表的头节点为smallHead，存储小于x的节点，smallTail指向smallHead这个链表的最后一个；另一个链bigHead，存储大于等于x的节点，bigTail指向bigHead这个链表的最后一个。

（2）如果当前节点的值小于x，拼接到smallTail后面，smallTail后移；比x大，拼接到bigTail后面，bigTail后移；一直遍历到pHead链表的最后。

（3）将bigTail的next置空，将两个链表拼接，即将bigHead.next拼接到smallTail后面，返回smallHead.next。

import java.util.*;

public class Partition {
    public ListNode partition(ListNode pHead, int x) {
        if (pHead == null || pHead.next == null) {
            return pHead;
        }
        // write code here
        ListNode smallHead = new ListNode(-101);
        ListNode smallTail = smallHead;
        ListNode bigHead = new ListNode(-101);
        ListNode bigTail = bigHead;
        while (pHead != null) {
            if (pHead.val < x) {
                smallTail.next = pHead;
                smallTail = pHead;
            } else {
                bigTail.next = pHead;
                bigTail = pHead;
            }
            pHead = pHead.next;
        }
        bigTail.next = null;
        smallTail.next = bigHead.next;
        return smallHead.next;
    }
}

4. 反转链表

OJ：反转链表

给你单链表的头节点 head ，请你反转链表，并返回反转后的链表。

示例1：

输入：head = [1,2,3,4,5]

输出：[5,4,3,2,1]

解决思路

创建一个新链表，存放反转后的节点

public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if(head == null || head.next == null){
            return head;
        }
        ListNode newhead = new ListNode();
        while(head != null){
            ListNode cur = new ListNode(head.val);
            cur.next = newhead.next;
            newhead.next = cur;
            head = head.next;
        }
        return newhead.next;
    }

5. 链表的回文结构

OJ：链表的回文结构

对于一个链表，请设计一个时间复杂度为O(n),额外空间复杂度为O(1)的算法，判断其是否为回文结构。

给定一个链表的头指针A，请返回一个bool值，代表其是否为回文结构。保证链表长度小于等于900。

【测试样例】

1->2->2->1

返回：true

解题思路

• 思路1：

借助赋值空间，因为题目说了链表节点个数不超过900，因此辅助空间大小是固定的，故空间复杂也是O(1)

（1）遍历链表，将链表中节点的值域放到数组中

（2）检测数组是否为回文结构

public boolean chkPalindrome(ListNode A) {
        
        int[] array = new int[900];
        ListNode cur = A;
        int size = 0;
        while(cur != null){
            array[size++] = cur.val;
            cur = cur.next;
        }
        
        // 判断是否为回文结构
        int left = 0;
        int right = size-1;
        while(left < right){
            if(array[left] != array[right]){
                return false;
            }
            
            left++;
            right--;
        }
        
        return true;
    }

• 思路2

（1）找到链表的中间节点，然后从中间节点位置断开链表，形成两个链表A和B

（2） 对后半部分B进行逆置

（3）从前往后遍历A和B，检测A和B中节点的值域是否都相同，相同就是回文结构，否则就不是

（4） 再对后半部分进行逆置，将A和B拼接会之前的原链表

public boolean chkPalindrome(ListNode A) {
        // write code here
        // ListNode node2 = middleNode(A);
        ListNode node = reverseList(A);
        
        while(A != null && node != null){
            if(node.val != A.val){
                return false;
            }
            node = node.next;
            A = A.next;
        }
        return true;

    }
    public ListNode middleNode(ListNode head) {
        ListNode low = head;
        ListNode fast = head;
        while (fast != null && fast.next != null) {
            low = low.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        return low;
    }

    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            return head;
        }
        ListNode newHead = new ListNode(head.val);
        while (head.next != null) {
            ListNode cur = new ListNode(head.next.val);
            cur.next = newHead;
            newHead = cur;
            head = head.next;
        }
        return newHead;
    }

6. 相交链表

OJ：相交链表

给你两个单链表的头节点 headA 和 headB ，请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表不存在相交节点，返回 null 。

图示两个链表在节点 c1 开始相交：

题目数据 保证 整个链式结构中不存在环。

注意，函数返回结果后，链表必须 保持其原始结构 。

示例 1：

输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,6,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3 输出：Intersected at '8' 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 [5,6,1,8,4,5]。 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。 — 请注意相交节点的值不为 1，因为在链表 A 和链表 B 之中值为 1 的节点 (A 中第二个节点和 B 中第三个节点) 是不同的节点。换句话说，它们在内存中指向两个不同的位置，而链表 A 和链表 B 中值为 8 的节点 (A 中第三个节点，B 中第四个节点) 在内存中指向相同的位置。

解题思路

• 思路1

路程相同的原理，引入两个引用listA和listB，若这两个链表有交点 listA走到终点后倒过头从B链表开始走 listB走到终点后倒过头来从A链表开始走。

 public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        ListNode listA = headA;
        ListNode listB = headB;
        while(listA != listB){
            listA = listA == null ? headB : listA.next;
            listB = listB == null ? headA : listB.next;
        }
        return listA;
    }

• 思路2

（1）如果两个链表有一个为空，则一定不会相交

（2）如果两个链表都不为空

        a. 找到两个链表的最后一个节点，找的过程中记录链表的长度

        b. 如果最后一个节点相同则相交，否则不相交

（3）如果相交，找交点

        a. 让长的链表先往后走两个链表差值步

        b. 两个同时往后走，相遇时机为交点

public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        // 如果两个链表有一个为空，则一定不会相交
        if(null == headA || null == headB){
            return null;
        }
        // 找到两个链表的最后一个节点，找的过程中统计链表的长度
        ListNode curA = headA;
        int sizeA = 1;  // 从1开始是因为cur在最后一个节点时循环进不去
        while(null != curA.next){
            curA = curA.next;
            ++sizeA;
        }
        ListNode curB = headB;
        int sizeB = 1;
        while(null != curB.next){
            curB = curB.next;
            sizeB++;
        }
        // 如果两个链表最后一个节点不同，则一定不相交，否则相交
        if(curA != curB){
            return null;
        }
        // 让长的链表从头先走两个链表差值步，然后两个引用同时往后走
        curA = headA;
        curB = headB;
        int gap = sizeA - sizeB;
        if(gap > 0){
            // curA长
            while(0 != gap){
                curA = curA.next;
                --gap;
            }
        }else{
            // curB长
            while(0 != gap){
                curB = curB.next;
                ++gap;
            }
        }
        // curA和curB同时往后移动，相遇的时候即为交点
        while(curA != curB){
            curA = curA.next;
            curB = curB.next;
        }
        return curA;
    }

趁热打铁：

【leetcode】链表（2）