【数据结构】“单链表”的练习题（二）

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个人专栏： 数据结构与算法C语言进阶
不能则学，不知则问，耻于问人，决无长进

前言：

最近在刷题的铁子们，你们在做题的时候一定要画图，人的思维固然很强，但是把图画好是真香啊！遇到BUGl了照着图分析，十分简洁明朗，事半功倍。

链表的回文结构

题目：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

思路：
1.找到中间节点
2.从中间节点往后逆置
3.定义快慢指针，向后遍历判断是否相等。

class PalindromeList {
public:
    struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head)
    {
        struct ListNode* slow = head,*fast = head;
        while(fast&& fast->next)
        {
            slow = slow->next;
            fast = fast->next->next;
        }
        return slow;
    }

    struct ListNode* reveseList(struct ListNode* head)
    {
        struct ListNode* cur = head;
        struct ListNode* newhead = nullptr;
        while(cur)
        {
            struct ListNode* next = cur->next;
            cur->next = newhead;
            newhead  = cur;
            cur = next;
        } 
        return newhead;
    } 
    bool chkPalindrome(ListNode* head) {
        // write code here
        struct ListNode* mid = middleNode(head);
        struct ListNode* rmid = reveseList(mid);

        while(rmid && head)
        {
            if(rmid->val !=head->val)
            {
                return false;
            }
            rmid = rmid->next;
            head = head->next;
        }
        return true;
    }
};

160.相交链表

题目：

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 。

自定义评测：

评测系统 的输入如下（你设计的程序 不适用 此输入）：

intersectVal - 相交的起始节点的值。如果不存在相交节点，这一值为 0 listA - 第一个链表 listB - 第二个链表
skipA - 在 listA 中（从头节点开始）跳到交叉节点的节点数 skipB - 在 listB
中（从头节点开始）跳到交叉节点的节点数 评测系统将根据这些输入创建链式数据结构，并将两个头节点 headA 和 headB
传递给你的程序。如果程序能够正确返回相交节点，那么你的解决方案将被 视作正确答案 。

思路：
1.分别计算listA,listB链表的长度
2.取两绝对值，对齐两个链表，同时开始遍历，当相同就相交了。

代码：

struct ListNode *getIntersectionNode(struct ListNode *headA, struct ListNode *headB) {
    struct ListNode* curA = headA,*curB = headB;
    //分别计算A，B链表的长度
    int lenA =1,lenB =1;
    while(curA->next)
    {
        curA = curA->next;
        lenA++;
    }
     while(curB->next)
    {
        curB = curB->next;
        lenB++;
    }
    //此时curA，B都已指向最后节点，如果不相等，则说明不相交
    if(curA != curB)
    {
        return NULL;
    }
    //求出相差的步数
    int n = abs(lenA-lenB);
    struct ListNode* LongList = headA,* ShortList = headB;
    if(lenA<lenB)
    {
        LongList = headB;
        ShortList = headA;
    }
    //先让长的链表走n步，与短链表对齐
    while(n--)
    {
        LongList = LongList->next;
    }
    //同时走，找相同；
    while(LongList!=ShortList)
    {
        LongList = LongList->next;
        ShortList = ShortList->next;
    }
    return ShortList;
}

141.环形链表（LeetCode）

给你一个链表的头节点 ，判断链表中是否有环。head

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 指针再次到达，则链表中存在环。为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。注意：pos 不作为参数进行传递 。仅仅是为了标识链表的实际情况。nextpos

如果链表中存在环 ，则返回 。否则，返回 。truefalse

思路：

代码：

bool hasCycle(struct ListNode *head) {
    struct ListNode *fast = head,*low = head;
    while(fast && fast->next)
    {
        fast = fast->next->next;
        low = low->next;
        if(fast == low)
        {
            return true;
        }
    }
    return false;
}

leetcode142.环形链||

题目要求：

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。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。
注意：pos不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。不允许修改 链表。

思路分析：
如果链表存在环，则fast和slow会在环内相遇，定义相遇点到入口点的距离为X,定义环的长度为C,定义头到入口的距离为L,fast在slow进入环之后一圈内追上slow,则会得知：
slow所走的步数为:L + X
fast所走的步数为：L + X + N * C
并且fast所走的步数为slow的两倍，故：
2*(L + X) = L + X + N * C
即： L = N * C - X
所以从相遇点开始slow继续走，让一个指针从头开始走，相遇点即为入口节点

struct ListNode *detectCycle(struct ListNode *head) {

    struct ListNode* fast,*slow;

    slow = fast = head;

    while(fast && fast->next)

    {

        slow = slow->next;

        fast = fast->next->next;

        if(slow == fast)

        {

            struct ListNode* meet = slow;

            while(head != meet)

            {

                head = head->next;

                meet = meet->next;

            }

            return meet;

        }

    }

    return NULL;

}

LeetCode138.复制带随机指针的链表

题目要求：

·读题·：首先，这道题目的意思是完整的复制一遍链表，难点在于每个节点有一个随机指针，由于题目要求不能指向原来链表，所以他的复制成了一个难点。

解决步骤：
1.在原链表每个节点之后插入一个复制节点 （复制前一个节点）。
2.给复制节点中的random进行指向。
3.把所有的复制节点拿下来整理成新列表，
思路图：

代码：

struct Node* copyRandomList(struct Node* head) {
	struct Node* cur = head;
    //复制每个节点并插入到相应节点之后
    while(cur)
    {
        struct Node* next = cur->next;
        struct Node* copy = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
        //给copy赋值内容
        copy->val = cur->val;
        //插入
        cur->next = copy;
        copy->next = next;
        //向后移动过cur指针和next指针
        cur = next;
    }


    //处理random指向

    cur = head;
    while(cur)
    {
        struct Node* copy = cur->next;
        if(cur->random==NULL)
        {
            copy->random = NULL;
        }
        else
        {
            //精华所在
            copy->random = cur->random->next;//指向原链表的复制节点
        }
        cur = copy->next;
    }


    //将新链表整理出来
    cur = head;
    //制造一个哨兵位作为新链表的头结点，便于插入 
    struct Node* copyhead = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    copyhead->val = 1;
    copyhead->next = NULL;
    copyhead->random = NULL;
    //定义一个节点，遍历新链表。为了保存原链表的头。
    struct Node* pcopyhead = copyhead;
    while(cur)
    {
        struct Node* copy = cur->next;
        struct Node* next = copy->next;
        //尾插到新链表
        pcopyhead->next = copy;
        pcopyhead = pcopyhead->next;
        //恢复原链表
        cur->next = next;
        cur = next;

    }
    return copyhead->next;
}

注意点：切记如果使用了哨兵位那么一定要给它进行初始化。