图解LeetCode链表题(中等）剖析

文章导读

文章作者：噢！刺激
本篇文章主要对5道LeetCode上链表中等的题做了一下分析，欢迎大家知错，本篇文章收于专栏；图解LeetCode
文章专栏：JavaSE语法、图解LeetCode、数据结构剖析

1.合并零之间的结点

解题思路

解题思路：

1、想要把零之间的节点值全部加起来并且把所有的零节点都删除掉，肯定是需要知道头节点的位置的，所以定义head1用来记录头节点的位置

2、记录好头节点位置后，在定义一个cur来遍历所有的节点，再用一个变量sum来专门对值不是0的节点进行相加，

3、当cur遍历到值是0的节点时，就停止遍历，将head1所在的节点中的值设置为sum，再将里面所存的地址变为cur里面存的下一个 节点的地址，这样就把一小段两个0之间的不为0的节点和最后一个0节点给删除掉了，之后cur向后移动一个结点，把head1在移到cur的位置，这样就又开始一小段节点的遍历。

4、直到cur走完这个链表，循环终止

public ListNode mergeNodes(ListNode head) {
        ListNode cur = head.next;
        ListNode head1 = head;
        int sum = 0;
        while(cur != null){
        while(cur.val != 0) {
            sum+=cur.val;
            cur = cur.next;
        }
        if(cur != null) {
            head1.val = sum;
            head1.next = cur.next;
            cur = cur.next;
            head1 = cur;
            sum = 0;
        }
        }
        return head;
    }

2.链表中最大孪生和

解题思路

第一种解题方法：

这一道题不用返回节点，只是单纯的找最大值，所以可以把这一道题转化成顺序表来做。先把这个节点里的值都加入到顺序表中，顺便记录一下有多少个值，之后就简单了，根据题目要求就是对顺序表中的值进行访问了，最后找出最大值！

 public int pairSum(ListNode head) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        ListNode cur = head;
        int count = 0;
     //将节点中的值假如到顺序表中
        while(cur != null) {
            list.add(cur.val);
            cur = cur.next;
            //计算有多少个节点
            count++;
        }
        int result = 0;
        for(int i = 0; i <= count/2-1; i++) {
            //找出i下标所对应的值加上它的孪生值
            int c = list.get(i) + list.get(count-1-i);
            //比较
            result = Math.max(result,c);
        }
        return result;
    }

3.链表的随机节点

解题思路

解题思路：

第一种方法：利用顺序表存储每一个值

利用顺序表存储所有的节点值，然后随机在顺序表中选择一个节点值，这样的方法比较花费内存，因为在存储所有节点时，要遍历所有的节点，假设有n个节点的话，所以初始化时，时间复杂度为O(n),随机选择时，时间复杂度为O(1),而要在顺序表中存储每个节点，所以空间复杂度也是O(n).

class Solution {
    List<Integer> list;
    Random random;
    public Solution(ListNode head) {
        //用一个顺序表来记录链表里的值
         list = new ArrayList();
        while(head != null) {
            list.add(head.val);
            head = head.next;
        }
         random = new Random();
    }
    
    public int getRandom() {
        //生成随机数
        int x = random.nextInt(list.size());
        return list.get(x);
    }
}

第二种方法：蓄水池抽样算法：

因为题目要求是随机抽取一个节点，而每个节点的概率都必须相等，所以遍历每个节点，当遍历第一个节点时，生成[0，1）的随机数，第一个节点被选中的概率就是1/1;第一个节点一定会被选中，所以先将答案值设置成第一个节点的值，当遍历第二个节点时，生成[0,2)的随机数，所以前两个节点被选中的概率分别是1/2;当遍历到第三个节点时，生成[0,3)之间的随机数，所以前三个节点每个节点被选中的概率是1/3，而又如何知道当前的节点是否被选中呢？因为，第一个节点已经被设置成了答案值，所以，当生成的是0时，就表示当前节点被选中了，然后把答案值设置成当前节点的值，但是为什么是0呢？而不是1或者其他呢？因为，如果是1的话，当遍历第一个节点时，是不可能生成1的，就导致每个节点没选中的概率不一样，而如果是0的话，当遍历到第n个结点时，前面的每个节点被选中的概率都是1/n;

初始化时，不需要遍历所有节点，所以时间复杂度为O(1),随机抽取时，要遍历所有的节点，所以时间复杂度为O(n)，而空间复杂度的话只需要存储一个值，所以是O(1)

class Solution {
    Random random;
    ListNode head;
    //初始化
    public Solution(ListNode head) {
        random = new Random();
        this.head = head;
    }
    
    public int getRandom() {
        int i = 1;
        int ans = 0;
        ListNode cur  = head;
        while(cur!= null) {
            if(random.nextInt(i)==0) {
                ans = cur.val;
            }
            i++;
            cur = cur.next;
        }
        return ans;
    }
}

4.复杂链表的复制

解题思路

解题思路：

如下图所示，创建三个节点分别插入在每个节点的后面，通过三个循环最后完成节点的复制；

第一个循环：分别将三个目标节点插入到每个节点后面

第二个循环：将目标节点中random的指向与源节点中的指向匹配

第三个循环：最后将目标节点中的next连接起来，生成一个新的链表

    public Node copyRandomList(Node head) {
        if(head == null) {
            return null;
        }
        for(Node cur = head; cur != null; cur = cur.next.next) {
            Node NodeNew = new Node(cur.val);
            NodeNew.next = cur.next;
            cur.next = NodeNew;
        }
        for(Node cur = head; cur != null; cur = cur.next.next) {
            Node randomNew = cur.next;
            randomNew.random = (cur.random != null) ? cur.random.next : null;
        }
        Node headNew = head.next;
        for(Node cur = head; cur != null; cur = cur.next) {
            Node newCur = cur.next;
            cur.next = cur.next.next;
            newCur.next = (newCur.next == null) ? null : newCur.next.next;
        }
        return headNew;
    }

5.两辆交换两表中的节点

解题思路

解题方法：

定义两个快慢指针，快指针比慢指针差一个节点的距离，两个指针分别向后走两个节点，然后交换两个节点中的值，这里要注意，因为是走两个节点，所以要注意越界的问题，当快指针的next等于null了时候，快指针就不要向后走了，所以就避免了越界问题

    public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        if(head == null) {
            return null;
        }
        //定义两个快慢指针
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head.next;
        while(slow != null && fast!=null) {
            //交换两个值
            int x = slow.val;
            slow.val = fast.val;
            fast.val = x;
            //两指针向后走两步
            slow = slow.next.next;
            //判断快指针的next
            if(fast.next != null){
            fast = fast.next.next;
            }

        }
        return head;
    }