代码随想录刷题 | Day3

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今日学习目标

链表
移除链表元素（203）
设计链表（707）
反转链表（206）

一、链表

链表是一种通过指针串联在一起的线性结构。
单链表：每一个节点由两部分组成，一个是数据域一个是指针域（存放指向下一个节点的指针），最后一个节点的指针域指向null。

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。

链表的定义：

//单链表
struct ListNode {
	//节点的值
	int val;
	//指向下一个节点的指针
	ListNode* next;
	//节点的构造函数
	ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
};
//双链表
struct DoubleLinkNode {
    int val;
    DoubleLinkNode* prev;
    DoubleLinkNode* next;
    //构造函数
    DoubleLinkNode(int x) : val(x), prev(NULL), next(NULL) {}
};

//初始化单链表
ListNode* node = new ListNode(val);

二、算法题

1.移除链表元素

题目：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 。
个人思路：
设置一个虚拟节点，遍历链表，判断后一个节点的值是否为val，按照单链表移除节点的操作移除该节点。

代码如下：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        ListNode* newHead = new ListNode(0);
        newHead->next = head;
        ListNode* pointer = newHead;
        while(pointer->next != NULL) {
            if(pointer->next->val == val) {
                ListNode* tmp = pointer->next;
                pointer->next = pointer->next->next;
                delete tmp;
            }
            else {
                pointer = pointer->next;
            }
        }
        head = newHead->next;
        delete newHead;
        return head;
    }
};

总结：
1.直接使用原来的链表操作，需要对头节点进行判断
2.虚拟头节点需要释放内存空间。
3.链表的操作有些不熟练。

2.设计链表

题目：你可以选择使用单链表或者双链表，设计并实现自己的链表。

单链表中的节点应该具备两个属性：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。

如果是双向链表，则还需要属性 prev 以指示链表中的上一个节点。假设链表中的所有节点下标从 0 开始。

实现 MyLinkedList 类：

MyLinkedList() 初始化 MyLinkedList 对象。
int get(int index) 获取链表中下标为 index 的节点的值。如果下标无效，则返回 -1 。
void addAtHead(int val) 将一个值为 val 的节点插入到链表中第一个元素之前。在插入完成后，新节点会成为链表的第一个节点。
void addAtTail(int val) 将一个值为 val 的节点追加到链表中作为链表的最后一个元素。
void addAtIndex(int index, int val) 将一个值为 val 的节点插入到链表中下标为 index 的节点之前。如果 index 等于链表的长度，那么该节点会被追加到链表的末尾。如果 index 比长度更大，该节点将 不会插入 到链表中。
void deleteAtIndex(int index) 如果下标有效，则删除链表中下标为 index 的节点。

代码如下：

class MyLinkedList {
public:
    struct ListNode {
	//节点的值
	int val;
	//指向下一个节点的指针
	ListNode* next;
	//节点的构造函数
	ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
    };
    MyLinkedList() {
        _dummyHead = new ListNode(0);
        _size = 0;
    }
    
    int get(int index) {
        if(index > (_size - 1) || index < 0) {
            return -1;
        }
        ListNode* pointer = _dummyHead->next;
        while(index--) {
            pointer = pointer->next;
        }
        return pointer->val;
    }
    
    void addAtHead(int val) {
        ListNode* newHead = new ListNode(val);
        newHead->next = _dummyHead->next;
        _dummyHead->next = newHead;
        _size++;
    }
    
    void addAtTail(int val) {
        ListNode* newTail = new ListNode(val);
        ListNode* pointer = _dummyHead;
        while(pointer->next != nullptr) {
            pointer = pointer->next;
        }
        pointer->next = newTail;
        _size++;
    }
    
    void addAtIndex(int index, int val) {
        if(index > _size) {
            return;
        }
        if(index < 0) index = 0;
        ListNode* newNode = new ListNode(val);
        ListNode* cur = _dummyHead;
        while(index--) {
            cur = cur->next;
        }
        newNode->next = cur->next;
        cur->next = newNode;
        _size++;
    }
    
    void deleteAtIndex(int index) {
        if (index >= _size || index < 0) {
            return;
        }
        ListNode* cur = _dummyHead;
        while(index--) {
            cur = cur ->next;
        }
        ListNode* tmp = cur->next;
        cur->next = cur->next->next;
        delete tmp;
        tmp=nullptr;
        _size--;
    }
    private:
    int _size;
    ListNode* _dummyHead;
};

/**
 * Your MyLinkedList object will be instantiated and called as such:
 * MyLinkedList* obj = new MyLinkedList();
 * int param_1 = obj->get(index);
 * obj->addAtHead(val);
 * obj->addAtTail(val);
 * obj->addAtIndex(index,val);
 * obj->deleteAtIndex(index);
 */

总结：
陷入了一个思维误区，实例化的链表是没有长度的，需要加元素，_size才会增加，所以get方法可以直接使用_size。

3.反转链表

题目：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。

个人思路：
首先想到的是创建一个虚拟节点，不断的前插单链表的元素，最后释放虚拟节点。
但实际上改变链表的next指针的指向，直接将链表反转 ，更能节省内存空间。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode* dummyNode = NULL;
        ListNode* pointer = head;
        ListNode* cur;
        while(pointer != NULL) {
            cur = pointer->next;
            pointer->next = dummyNode;
            dummyNode = pointer;
            pointer = cur;
        }
        return dummyNode;

    }
};

总结：
1.总是下意识的想到虚拟节点，而没有选择对链表本身做操作。
2.还有一个递归的解法，但由于对递归不熟悉，这里就不再整理递归的解法了。

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今日心得

用时：3h
今日的三道题只有部分思路但是做不出来，通过代码随想录的讲解才理解这三道题目。心得如下，对于链表的操作不够熟练，还需要复习C++的知识，设计链表这道题我觉得很好，涉及的内容比较多，对我的学习很有帮助。

学习及参考内容

代码随想录