代码随想录算法训练营第三天| 链表理论基础、LeetCode 203移除链表元素、LeetCode 707 设计链表、LeetCode 206 反转链表
1 链表理论基础
文章讲解：代码随想录(programmercarl.com)
1.1 链表的类型
a. 单链表：单链表中的指针域只能指向节点的下一个节点
b. 双链表：每一个节点有两个指针域，一个指向下一个节点，一个指向上一个节点。
c. 循环链表：链表首尾相连。
1.2 性能分析
| 插入/删除(时间复杂度) | 查询(时间复杂度) | 适用场景 | |
| 数组 | O(n) | O(1) | 数据量固定，频繁查询，较少增删 |
| 链表 | O(1) | O(n) | 数据量不固定，频繁增删，较少查询 |
1.3 链表的定义(Java版本)
public class ListNode {
int val;// 结点的值
ListNode next;// 下一个结点
// 节点的构造函数(无参)
public ListNode() {
}
// 节点的构造函数(有一个参数)
public ListNode(int val) {
this.val = val;
}
// 节点的构造函数(有两个参数)
public ListNode(int val, ListNode next) {
this.val = val;
this.next = next;
}
}
2 LeetCode 203移除链表元素
题目链接：LeetCode 203 移除链表元素
文章讲解：代码随想录(programmercarl.com)
视频讲解：手把手带你学会操作链表 | LeetCode：203.移除链表元素
2.1 解题思路
以链表：1→4→2→4为例，移除元素1。
首先设置虚拟头结点dummy，用cur指针指向虚拟头结点，统一移除操作。
判断cur.next与目标元素val是否相等，相等就cur.next = cur.next.next;不相等就cru=cur.next
2.2 代码
Java版本的设置虚拟头结点dummy移除链表元素。
步骤：
a. 判断头结点是否为空
b. 定义dummy虚拟头结点，并用cur指向它
c. 进入循环，开始判断
// 添加虚节点dummy的方式
// 因为删除可能涉及到头节点，所以添加dummy节点，统一操作
class Solution {
public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
if (head == null) {
return head;
}
ListNode dummy = new ListNode(-1, head);
ListNode cur = dummy;
while (cur.next != null) {
if (cur.next.val == val) {
cur.next = cur.next.next;
} else {
cur = cur.next;
}
}
return dummy.next;
}
}3 LeetCode 707 设计链表
题目链接：LeetCode 707 设计链表
文章讲解：代码随想录(programmercarl.com)
视频讲解：帮你把链表操作学个通透！LeetCode：707.设计链表
3.1 代码
单链表
class ListNode {
int val;
ListNode next;
ListNode(){}
ListNode(int val) {
this.val=val;
}
}
class MyLinkedList {
//size存储链表元素的个数
int size;
//虚拟头结点
ListNode head;
//初始化链表
public MyLinkedList() {
size = 0;
head = new ListNode(0);
}
//获取第index个节点的数值，注意index是从0开始的，第0个节点就是头结点
public int get(int index) {
//如果index非法，返回-1
if (index < 0 || index >= size) {
return -1;
}
ListNode currentNode = head;
//包含一个虚拟头节点，所以查找第 index+1 个节点
for (int i = 0; i <= index; i++) {
currentNode = currentNode.next;
}
return currentNode.val;
}
//在链表最前面插入一个节点，等价于在第0个元素前添加
public void addAtHead(int val) {
addAtIndex(0, val);
}
//在链表的最后插入一个节点，等价于在(末尾+1)个元素前添加
public void addAtTail(int val) {
addAtIndex(size, val);
}
// 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
public void addAtIndex(int index, int val) {
if (index > size) {
return;
}
if (index < 0) {
index = 0;
}
size++;
//找到要插入节点的前驱
ListNode pred = head;
for (int i = 0; i < index; i++) {
pred = pred.next;
}
ListNode toAdd = new ListNode(val);
toAdd.next = pred.next;
pred.next = toAdd;
}
//删除第index个节点
public void deleteAtIndex(int index) {
if (index < 0 || index >= size) {
return;
}
size--;
if (index == 0) {
head = head.next;
return;
}
ListNode pred = head;
for (int i = 0; i < index ; i++) {
pred = pred.next;
}
pred.next = pred.next.next;
}
}双链表
class ListNode{
int val;
ListNode next,prev;
ListNode() {};
ListNode(int val){
this.val = val;
}
}
class MyLinkedList {
//记录链表中元素的数量
int size;
//记录链表的虚拟头结点和尾结点
ListNode head,tail;
public MyLinkedList() {
//初始化操作
this.size = 0;
this.head = new ListNode(0);
this.tail = new ListNode(0);
//这一步非常关键，否则在加入头结点的操作中会出现null.next的错误！！！
head.next=tail;
tail.prev=head;
}
public int get(int index) {
//判断index是否有效
if(index<0 || index>=size){
return -1;
}
ListNode cur = this.head;
//判断是哪一边遍历时间更短
if(index >= size / 2){
//tail开始
cur = tail;
for(int i=0; i< size-index; i++){
cur = cur.prev;
}
}else{
for(int i=0; i<= index; i++){
cur = cur.next;
}
}
return cur.val;
}
public void addAtHead(int val) {
//等价于在第0个元素前添加
addAtIndex(0,val);
}
public void addAtTail(int val) {
//等价于在最后一个元素(null)前添加
addAtIndex(size,val);
}
public void addAtIndex(int index, int val) {
//index大于链表长度
if(index>size){
return;
}
//index小于0
if(index<0){
index = 0;
}
size++;
//找到前驱
ListNode pre = this.head;
for(int i=0; i=size){
return;
}
//删除操作
size--;
ListNode pre = this.head;
for(int i=0; i 4 LeetCode 206 反转链表
题目链接：LeetCode 206 反转链表
文章讲解：代码随想录(programmercarl.com)
视频讲解：帮你拿下反转链表 | LeetCode：206.反转链表 | 双指针法 | 递归法
4.1 代码
双指针
class Solution {
public ListNode reverseList(ListNode head) {
ListNode prev = null;
ListNode cur = head;
ListNode temp = null;
while (cur != null) {
temp = cur.next;// 保存下一个节点
cur.next = prev;
prev = cur;
cur = temp;
}
return prev;
}
}递归
class Solution {
public ListNode reverseList(ListNode head) {
return reverse(null, head);
}
private ListNode reverse(ListNode prev, ListNode cur) {
if (cur == null) {
return prev;
}
ListNode temp = null;
temp = cur.next;// 先保存下一个节点
cur.next = prev;// 反转
// 更新prev、cur位置
// prev = cur;
// cur = temp;
return reverse(cur, temp);
}
}