代码随想录算法训练营第三天|力扣203.移除链表元素，707.设计链表，206.反转链表

代码随想录算法训练营第三天|力扣203.移除链表元素，707.设计链表，206.反转链表

203.移除链表元素

题目链接：移除链表元素

题目描述：

给你一个链表的头节点 head 和一个整数 val ，请你删除链表中所有满足 Node.val == val 的节点，并返回 新的头节点 。
示例1：

输入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6
输出：[1,2,3,4,5]

示例2：

输入：head = [], val = 1
输出：[]

示例3：

输入：head = [7,7,7,7], val = 7
输出：[]

提示：

• 列表中的节点数目在范围 [0, 104] 内
• 1 <= Node.val <= 50
• 0 <= val <= 50

思路：

如果直接对原链表进行操作的话，就要考虑两种情况：
删除头节点；删除头节点以外的点；
若要删除头节点的话，只需要将头节点的指针指向头结点的下一个节点即可；
若要删除头节点以外的节点，就直接按照正常的cur->next = cur->next->next删除即可;
可以看出对原链表操作的话需要分两种逻辑，更为简单的方法是用一个虚拟头节点dummyHead，用dummyHead->next = head;这样可以把整个逻辑都统一起来；

易错点：

• 要用cur对整个链表进行遍历，不能用dummyHead，这样会乱；
• 最后return返回新的链表；
• 注意C++最后要手动内存回收，dummyHead也要清理掉；
• 删除节点a时，一定要让cur指向节点a的前一个节点，这样才能使用cur->next =cur->next->next;

代码如下：

//时间复杂度：O(n)
//空间复杂度：O(1)
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        ListNode* dummyHead = new ListNode(0);
        dummyHead->next = head;
        ListNode* cur = dummyHead;
        while(cur->next != nullptr) {
            if(cur->next->val == val) {
                ListNode* tmp = cur->next;
                cur->next = cur->next->next;
                delete tmp;
            }
            else{
                cur = cur->next;
            }
        }
        head = dummyHead->next;
        delete dummyHead;
        return head;
    }
};

707.设计链表

题目链接：设计链表

题目描述：

设计链表的实现。您可以选择使用单链表或双链表。单链表中的节点应该具有两个属性：val 和 next。val 是当前节点的值，next 是指向下一个节点的指针/引用。如果要使用双向链表，则还需要一个属性 prev 以指示链表中的上一个节点。假设链表中的所有节点都是 0-index 的。
在链表类中实现这些功能：

• get(index)：获取链表中第 index 个节点的值。如果索引无效，则返回-1。
• addAtHead(val)：在链表的第一个元素之前添加一个值为 val 的节点。插入后，新节点将成为链表的第一个节点。
• addAtTail(val)：将值为 val 的节点追加到链表的最后一个元素。
• addAtIndex(index,val)：在链表中的第 index 个节点之前添加值为 val 的节点。如果 index 等于链表的长度，则该节点将附加到链表的末尾。如果 index 大于链表长度，则不会插入节点。如果index小于0，则在头部插入节点。
• deleteAtIndex(index)：如果索引 index 有效，则删除链表中的第 index 个节点。
  示例：

MyLinkedList linkedList = new MyLinkedList();
linkedList.addAtHead(1);
linkedList.addAtTail(3);
linkedList.addAtIndex(1,2);   //链表变为1-> 2-> 3
linkedList.get(1);            //返回2
linkedList.deleteAtIndex(1);  //现在链表是1-> 3
linkedList.get(1);            //返回3

易错点：

• 链表定义语句

struct LinkedNode {
	int val;
	LinkedNode* next;
	LinkedNode(int val): val(val), next(nullptr) {}
};					//这里必须加分号

• 删除第n个节点，要操作的是cur->next，所以要找第n个节点的前一个进行操作，这里c++要注意内存释放；
• 做节点插入时要注意顺序，先右再左；
• 当确定不了循环条件时，以边界位置（链表第0个或者最后一个）去试一下就方便判断了；
• index的范围也要注意理解；

代码如下：

class MyLinkedList {
public:
    // 定义链表节点结构体
    struct LinkedNode {
        int val;
        LinkedNode* next;
        LinkedNode(int val):val(val), next(nullptr){}
    };

    // 初始化链表
    MyLinkedList() {
        _dummyHead = new LinkedNode(0); // 这里定义的头结点 是一个虚拟头结点，而不是真正的链表头结点
        _size = 0;
    }

    // 获取到第index个节点数值，如果index是非法数值直接返回-1， 注意index是从0开始的，第0个节点就是头结点
    int get(int index) {
        if (index > (_size - 1) || index < 0) {
            return -1;
        }
        LinkedNode* cur = _dummyHead->next;
        while(index--){ // 如果--index 就会陷入死循环
            cur = cur->next;
        }
        return cur->val;
    }

    // 在链表最前面插入一个节点，插入完成后，新插入的节点为链表的新的头结点
    void addAtHead(int val) {
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        newNode->next = _dummyHead->next;
        _dummyHead->next = newNode;
        _size++;
    }

    // 在链表最后面添加一个节点
    void addAtTail(int val) {
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(cur->next != nullptr){
            cur = cur->next;
        }
        cur->next = newNode;
        _size++;
    }

    // 在第index个节点之前插入一个新节点，例如index为0，那么新插入的节点为链表的新头节点。
    // 如果index 等于链表的长度，则说明是新插入的节点为链表的尾结点
    // 如果index大于链表的长度，则返回空
    // 如果index小于0，则在头部插入节点
    void addAtIndex(int index, int val) {

        if(index > _size) return;
        if(index < 0) index = 0;        
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(index--) {
            cur = cur->next;
        }
        newNode->next = cur->next;
        cur->next = newNode;
        _size++;
    }

    // 删除第index个节点，如果index 大于等于链表的长度，直接return，注意index是从0开始的
    void deleteAtIndex(int index) {
        if (index >= _size || index < 0) {
            return;
        }
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(index--) {
            cur = cur ->next;
        }
        LinkedNode* tmp = cur->next;
        cur->next = cur->next->next;
        delete tmp;
        _size--;
    }

    // 打印链表
    void printLinkedList() {
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while (cur->next != nullptr) {
            cout << cur->next->val << " ";
            cur = cur->next;
        }
        cout << endl;
    }
private:
    int _size;
    LinkedNode* _dummyHead;

};

206.反转链表

题目链接：反转链表

题目描述：

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]

示例2：

输入：head = [1,2]
输出：[2,1]

示例3：

输入：head = []
输出：[]

提示：

• 链表中节点的数目范围是 [0, 5000]
• -5000 <= Node.val <= 5000

思路：

有两种解法：双指针法和递归法。（两者原理其实是相通的）。

双指针法：

易错点：

• 循环条件想清楚，有两种写法：

  • while(cur) { }
  • while(cur != nullptr) { }

• 用其他节点保存cur->next。

代码如下：

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode* cur = head;
        ListNode* pre = nullptr;
        ListNode* tmp;
        while(cur != nullptr) {
            tmp = cur->next;
            cur->next = pre;
            pre = cur;
            cur = tmp;
        }
        delete tmp;
        return pre;
    }
};

递归法

易错点：

• 要另外写一个函数来实现翻转链表操作，因为题目给的函数只有head一个变量，所以题目给的这个函数只赋初值，后面调用的递归函数才是翻转的重点；

代码如下：

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        return reverse(nullptr, head);
    }
    ListNode* reverse(ListNode* pre, ListNode* cur) {
        if(cur == nullptr) return pre;
        ListNode* tmp = cur->next;
        cur->next = pre;
        //pre = cur;
        //cur = tmp;
        return reverse(cur, tmp);
        delete tmp;
    }
};