【牛客网-面试必刷TOP 101】01链表
BM1 反转链表
解题思路
第一种方法：借助栈
1. 栈的特点是先进后出，用stack来存储链表，之后新建一个头节点，按出栈顺序拼接形成新的链表。
2. 注意，最后一个节点的next要赋值null
3. 空间复杂度O(N), 时间复杂度O(N)
JAVA代码实现
import java.util.*;
public class Solution {
public ListNode ReverseList (ListNode head) {
// 用栈，空间复杂度O(N),时间复杂度O(N)
Stack stack = new Stack<>();
while(head != null){
stack.push(head);
head = head.next;
}
//出栈，重新连接
if(stack.isEmpty()){
return null;
}
ListNode node = stack.pop();
ListNode dummy = node;
while(!stack.isEmpty()){
ListNode tempNode = stack.pop();
node.next = tempNode;
node = node.next;
}
//最后一个下一位为空
node.next = null;
return dummy;
}
}
第二种方法，修改链表指针指向；
指针cur表示当前要处理的节点
指针tmp用于暂存cur.next,避免后面修改指针后，断链无法继续遍历
指针pre表示当前处理节点的上一个节点，进行翻转的目的是将cur.next修改成pre
初始化时，我们将pre设为null，因为第一个节点最后变成最后一个节点，其next为null
import java.util.*;
public class Solution {
public ListNode ReverseList (ListNode head) {
//双指针迭代，空间复杂度O(1),时间复杂度O（N）
//前继节点为pre，当前操作节点为cur
//初始化cur为head，pre=null
ListNode cur = head, pre = null;
while(cur != null){
ListNode nextNode = cur.next;//存储下一个节点,不然局部反转的时候会断链
cur.next = pre;
pre = cur;
cur = nextNode;
}
return pre;
}
}
BM2 链表内指定区间反转
解题思路
在上一题的基础上进行修改
首先，要处理的cur节点先走m步走到第m个节点
反转结束的条件不是链表遍历到末尾null时候，而是遍历到第n个节点就结束
没有结束额外空间，空间复杂度O(1), 时间复杂度O(N)
import java.util.*;
public class Solution {
public ListNode reverseBetween (ListNode head, int m, int n) {
// write code here
//可以用BM1 反转链表的思想，
ListNode dummy = new ListNode(-1);
dummy.next = head;
ListNode pre = dummy;
ListNode cur = head;
//找m
for (int i = 1; i < m; ++i) {
pre = cur;
cur = cur.next;
}
//反转m到n
for (int i = m; i < n; ++i) {
ListNode temp = cur.next;
cur.next = temp.next;
temp.next = pre.next;
pre.next = temp;
}
return dummy.next;
}
}
BM3 链表中的节点每k个一组翻转
解题思路
参考了官方解题，递归翻转
设置一个遍历的尾指针tail，每次反转之前找到翻转区间的最后一个节点
如果tail在k步内变成了null，则直接返回，不进行翻转（最后一段不足k个，不翻转）
之后与BM1一样，定义pre，cur，翻转结束的条件是当走到tail，停止翻转
递归的返回值是当前翻转这一分组的头结点
这道题还不是很理解，后面有新的理解再重新整理笔记
import java.util.*;
public class Solution {
public ListNode reverseKGroup (ListNode head, int k) {
// write code here
ListNode tail = head;//反转的尾部
//遍历k次到尾部
for (int i = 0; i < k; ++i) {
//如果不足k到了尾部，则不翻转
if (tail == null) {
return head;
}
tail = tail.next;
}
ListNode pre = null;
ListNode cur = head;
while (cur != tail) {
//到达尾部前
ListNode temp = cur.next;
cur.next = pre;
pre = cur;
cur = temp;
}
//当前尾指向下一段要翻转的链表
head.next = reverseKGroup(tail,k);
return pre;
}
}
BM4 合并两个排序的链表
解题思路
比较简单，新建一个链表，同时遍历两个链表，比较val的大小，遇到较小的就加入；
import java.util.*;
public class Solution {
public ListNode Merge (ListNode pHead1, ListNode pHead2) {
// write code here
ListNode res = new ListNode(-1);
ListNode dummy = res;
while(pHead1 != null && pHead2 != null){
if(pHead1.val <= pHead2.val){
dummy.next = pHead1;
pHead1 = pHead1.next;
}else{
dummy.next = pHead2;
pHead2 = pHead2.next;
}
dummy = dummy.next;
}
if(pHead1 != null){
dummy.next = pHead1;
}
if(pHead2 != null){
dummy.next = pHead2;
}
return res.next;
}
}
BM6 判断链表中是否有环
解题思路
是的，没有BM5,因为它是难题，菜的一批的我看答案也还没理解透
利用双指针，slow每次往前走一步，fast每次往前走两步，如果链表中有环，则两个指针最终会在非终点的地方相遇
因为地球是圆的，slow和fast不是平行走，总会在一个时间点遇到的，时长的问题而已
双指针在后面很多题目中都会遇到过。
import java.util.*;
public class Solution {
public boolean hasCycle(ListNode head) {
//快慢指针
ListNode fast = head;
ListNode slow = head;
if(head == null){
return false;
}
// fast.next = head;
// slow.next = head;
while(fast != null && fast.next != null){
fast = fast.next.next;
slow = slow.next;
if(slow == fast){
return true;
}
}
return false;
}
}
BM7 链表中环的入口结点
解题思路
还有借助双指针slow和fast，之后要寻找规律
假设双指针在结点C相遇，且slow是第一次走到C，A->B的距离为X，B->C的距离为Y
则slow走了X+Y，fast每次走的是slow的两倍，所以fast走了2*（X+Y）
fast走的2*（X+Y）实际路径是A->B B->C C->B B->C，我们不知道的是C->B的距离，根据上述条件，可以知道
C->B的距离= 2*（X+Y）-（A->B）-(B->C) -(B->C)= 2*（X+Y）-X-Y-Y=X
噢，原理规律就是，相遇点C->B（环入口）的距离，竟然等于从头结点到环入口的距离
那好办了，slow还是在C开始走，fast回到头结点，和slow一起一步一步走，走到他俩遇见的结点，就是环的入口结点。破案。
import java.util.*;
public class Solution {
public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead) {
//双指针 空间O(1) 时间O(N)
if(pHead == null || pHead.next == null){
return null;
}
ListNode fast = pHead;
ListNode slow = pHead;
while(fast != null && fast.next != null){
fast = fast.next.next;
slow = slow.next;
//有环，双指针会在环中相遇
if(slow == fast){
break;
}
}
if(fast == null || slow == null){
return null;
}
fast = pHead;
//与第一次相遇的节点相同速度出发，相遇节点为入口结点
while(fast != slow){
fast = fast.next;
slow = slow.next;
}
return fast;
}
}
还有一种办法是，不断的遍历链表，借助集合，存储遍历到的结点；
每遍历一个结点判断当前集合中是否已经有这个结点，有的话直接return。
public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead) {
//hash 空间O(N) 时间O(N)
HashSet set = new HashSet<>();
while(pHead != null){
if(set.contains(pHead)){
return pHead;
}
set.add(pHead);
pHead = pHead.next;
}
return null;
}
BM8 链表中倒数最后k个结点
解题思路
两次循环，先统计长度，之后遍历到count-k处，return
public ListNode FindKthToTail (ListNode pHead, int k) {
// 最简单的想法，但是需要两次遍历
//先遍历，看链表长度，然后遍历count-k次，return
ListNode dummy = pHead;
if(pHead == null){
return pHead;
}
int count = 1;
while(dummy.next != null){
count++;
dummy = dummy.next;
}
if(count < k){
return null;
}
dummy = pHead;
while(count > k){
dummy = dummy.next;
count --;
}
return dummy;
}
双指针
fast先走k步
之后fast和slow一起走，当fast走到链表尾部时，slow所在的结点刚好是倒数第k个
public class Solution {
public ListNode FindKthToTail (ListNode pHead, int k) {
//快慢指针
if(pHead == null){
return pHead;
}
ListNode fast = pHead;
ListNode slow = pHead;
while(k-- > 0){
if(fast != null){
fast = fast.next;
}else{
return null;
}
}
while(fast != null){
fast = fast.next;
slow = slow.next;
}
return slow;
}
}
BM9 删除链表的倒数第n个节点
解题思路
双指针
注意，有可能删除第1个结点，所以定义一个虚拟头结点res
fast从res开始，先走n步
实际上就是从head开始走了n-1步
当fast走到链表尾部时，slow就走到了倒数第n-1个结点,跳过第n个结点即可：slow.next = slow.next.next
import java.util.*;
public class Solution {
public ListNode removeNthFromEnd (ListNode head, int n) {
// 双指针
//注意有可能删除第一个，所以使用一个头节点
if(head == null){
return head;
}
ListNode res = new ListNode(-1);
res.next = head;
ListNode slow = res;
ListNode fast = res;
//fast先走n步
for(int i=0;iBM10 两个链表的第一个公共结点
解题思路
第一种方法是先遍历两个链表的长度len1和len2；
如果len1>len2, 链表1先走len1-len2步，因为公共部分在尾部，要尾部对齐；
之后同时遍历链表1和链表2，如果遇到两者相等，直接return（有公共结点会返回，没有会一起走到尾部，返回null）
代码较为繁琐，也可能是我太菜了，不会优化
public ListNode FindFirstCommonNode(ListNode pHead1, ListNode pHead2) {
//1.先统计两个链表的长度len1,len2
ListNode dummy1 = pHead1;
ListNode dummy2 = pHead2;
int len1 = 0;
while(dummy1 != null){
dummy1 = dummy1.next;
len1++;
}
int len2 = 0;
while(dummy2 != null){
dummy2 = dummy2.next;
len2++;
}
//2,较长的链表，指针先走|len1-len2|,因为链表的公共部分在尾部，尾部对齐
dummy1 = pHead1;
dummy2 = pHead2;
if(len1 > len2){
while(len1 - len2 > 0){
dummy1 = dummy1.next;
len1--;
}
}
if(len1 < len2){
while(len2 - len1 > 0){
dummy2 = dummy2.next;
len2--;
}
}
//3.两个链表同时移动，如果遇到节点相同，return，如果有一方已经=null，直接return null
while(dummy1 != null && dummy2 != null){
if(dummy1 == dummy2){
return dummy1;
}else{
dummy1 = dummy1.next;
dummy2 = dummy2.next;
}
}
return null;
}
第二种方法，还是双指针，找规律
链表1的长度为len1，链表2的长度为len2，
指针n1和指针n2，一个从链表1出发，一个从链表2出发，两者都走len1+len2个长度
如果有公共结点，如样例{1,2,3}{4,5}{6,7}
/n1走：1，2，3，6，7，null，4，5，6
n2走：4，5，6，7，null，1，2，3，6
走到相等的时候就是公共起始点
没有公共节点如{1}{2,3},{},n1:1,2,3，null n2:2,3,1，null 走到最后相等都为空
public class Solution {
public ListNode FindFirstCommonNode(ListNode pHead1, ListNode pHead2) {
ListNode n1 = pHead1;
ListNode n2 = pHead2;
while(n1 != n2){
n1 = (n1 == null)? pHead2 : n1.next;//n1第一次走到空的时候是phead1遍历完
n2 = (n2 == null)? pHead1 : n2.next;
}
return n1;
}
}
BM11链表相加(二)
解题思路
先把两个链表进行翻转，这样就可以按位加
每个链表结点存储的值在0-9，所以如果计算出来超过9，需要借助变量isTen记录超过9的十位数是多少
链表结点的值取当前位置两个值相加+isTen之后的个位数
import java.util.*;
public class Solution {
public ListNode addInList (ListNode head1, ListNode head2) {
// write code here
head1 = reverse(head1);
head2 = reverse(head2);
ListNode ans = new ListNode(-1);
ListNode dummy = ans;
int isTen = 0;
int val=0;
while(!(head1 == null && head2 == null)){
val = isTen;
if(head1 != null){
val += head1.val;
head1 = head1.next;
}
if(head2 != null){
val += head2.val;
head2 = head2.next;
}
isTen = val/10;
dummy.next = new ListNode(val%10);
dummy = dummy.next;
}
if(isTen > 0){
dummy.next = new ListNode(isTen);
}
return reverse(ans.next);
}
public ListNode reverse(ListNode head){
if(head == null){
return head;
}
ListNode cur = head;
ListNode per = null;
while(cur!= null){
ListNode tmp = cur.next;
cur.next = per;
per = cur;
cur = tmp;
}
return per;
}
}
BM12 单链表排序
解题思路
借助数组，存储当前链表的所有结点值
对数组进行排序
重新建立链表返回
public class Solution {
public ListNode sortInList (ListNode head) {
// 借助数组
ListNode dummy = head;
List list = new ArrayList<>();
while(dummy != null){
list.add(dummy.val);
dummy = dummy.next;
}
Collections.sort(list);
dummy = head;
for(int i=0;i BM13 判断一个链表是否为回文结构
解题思路
借助栈，先将链表的节点值依次入栈
之后，从头遍历链表，将其值与栈顶元素相比，如果相等则继续遍历，栈顶元素出栈；否则直接return false
public boolean isPail (ListNode head) {
// write code here
//借助一个栈，空间复杂度O(N)，时间复杂度O(N)
Stack stack = new Stack();
if(head == null){
return true;
}
ListNode dummy = head;
while(dummy != null){
stack.push(dummy.val);
dummy = dummy.next;
}
dummy = head;
while(!stack.isEmpty()){
if(stack.pop() != dummy.val){
return false;
}
dummy = dummy.next;
}
return true;
}
方法二，快慢指针
slow每次走一步，fast每次走两步
fast走到链表末尾时，slow走到链表中间
将slow到fast的子链表进行翻转，翻转后的第一个结点由slow指向
之后fast从原始链表头结点开始遍历，判断slow与fast是否相等
public class Solution {
public boolean isPail (ListNode head) {
// write code here
//双指针，slow往后一步，fast走两步，当fast走到末尾时，slow走到中间
//后半段进行反转
//时间复杂度O(N) 空间复杂度O(1)
if (head == null || head.next == null) {
return true;
}
ListNode slow = head;
ListNode fast = head;
while (fast != null && fast.next != null) {
fast = fast.next.next;
slow = slow.next;
}
slow = reverse(slow);
fast = head;
while (slow != null && fast != null) {
if (slow.val != fast.val) {
return false;
}
slow = slow.next;
fast = fast.next;
}
return true;
}
public ListNode reverse(ListNode head) {
ListNode per = null;
ListNode cur = head;
while (cur != null) {
ListNode tmp = cur.next;
cur.next = per;
per = cur;
cur = tmp;
}
return per;
}
}