三、 链表

一、链表的定义

链表是一种动态数据结果，内存分配不是在创建链表时一次性完成的，每添加一个节点，分配一次内存，由于没有闲置的内存，链表的空间效率高于数组

二、定义单向链表

struct ListNode
{
	int m_nValue;
	ListNode* m_pNext;
};
void AddToTail(ListNode** pHead, int value)
{
	ListNode* pNew = new listNode();
	pNew->m_nValue = value;
	pNew->m_pNext = nullptr;
	if (*pHead == nullptr)
	{
		*pHead = pNew;
	}
	else
	{
		ListNode* pNode = *pHead;
		while (*pHead->m_pNext != nullptr)
			pNode = pNode->m_pNext;
		pNode->m_pNext = pNew;
	}
}

3. 删除链表中的一个元素

void RemoveNode(ListNode** pHead, int value)
{
	if (pHead == nullptr || *pHead == nullptr)//pHead是指向链表头节点的指针，*pHead是链表的头节点
		return;
	ListNode* pToBeDeleted = nullptr;
	//分成两种情况，头节点和其他节点
	if ((*pHead)->m_nValue == value)//如果头节点是要删除的目标
	{
		pToBeDeleted = *pHead;
		*pHead = (*pHead)->m_pNext;
	}
	else
	{
		ListNode* pNode = *pHead;
		while (pNode->m_pNext != nullptr && pNode->m_pNext->m_nValue != value)
			pNode = pNode->m_pNext;
		if (pNode->m_pNext != nullptr && pNode->m_pNext->m_nValue == value)
		{
			pToBeDeleted = pNode->m_pNext;
			pNode->m_pNext = pNode->m_pNext->m_pNext;
		}
	}
	if (pToBeDeleted != nullptr)
	{
		delete pToBeDeleted;
		pToBeDeleted = nullptr;
	}
}

4 从头到尾打印链表

1. 上面这段代码中设计到了结构体的知识，结构体以struct为关键字，结构体内部可以有多个变量和函数。结构体的定义结构如下

struct Person
{
int n_year;
string name;
void sayHellow()
{
定义内容;
}
};

2. ListNode** pHead
   两个**表示的是指向指针的指针

5 相交链表

5.1方法一

使用哈希表解决

class Solution {
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
        unordered_set visited;
        ListNode *temp = headA;
        while (temp != nullptr){
            visited.insert(temp);
            temp = temp->next;
        }
        temp = headB;
        while (temp != nullptr){
            if(visited.count(temp)){
                return temp;
            }
            temp = temp->next;
        }
        return nullptr;
    }
};

5.1.2代码中遇到的问题

1.哈希表的定义

unordered_set 无键值哈希表
unordered_map 有键值哈希表

2.哈希表的一些函数
1.插入元素：

insert(key, value)：向std::unordered_map中插入键值对(key, value)。
insert(value)：向std::unordered_set中插入元素value。

2.访问元素：

at(key)：以给定的key作为参数，在std::unordered_map中查找对应的值，并返回引用。
find(key)：在std::unordered_map中查找具有给定key的元素。如果找到，返回指向该元素的
迭代器；否则返回end()迭代器。
count(key)：在std::unordered_map中计算具有给定key的元素个数。当存在时，返回1，否则返回0。

3.删除元素：

erase(key)：从std::unordered_map中删除具有给定key的键值对。
erase(position)：从std::unordered_map或std::unordered_set中删除给定位置（迭代器）上的元素。
clear()：从std::unordered_map或std::unordered_set中删除所有元素。

4.迭代遍历：

使用auto关键字和range-based for循环遍历哈希表中的元素。
使用迭代器（如begin()和end()）进行循环访问。

5.2方法二

使用双指法,双指针法的时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)

class Solution{
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB)
    {
        ListNode *A = headA;
        ListNode *B = headB;
        while (A!=nullptr && B!=nullptr)
        {
            A = A->next;
            B= B->next;
        }
        if (A ==nullptr) A = headB;
        if (B ==nullptr) B = headA;
        while (A!=nullptr && B!=nullptr)
        {
            A = A->next;
            B= B->next;
        }
        if (A ==nullptr) A = headB;
        if (B ==nullptr) B = headA;
        while (A!=nullptr && B!=nullptr)
        {
            if(A == B) return A;
            A = A->next;
            B= B->next;
        }
        return nullptr;
    }
};

5.2.1 遇到的问题

nullptr：在C++中，nullptr 是一个特殊的空指针常量，用于表示一个指针不指向任何有效的内存地址。它在C++11标准中引入，旨在取代以前使用的 NULL 或 0 来表示空指针

6.删除链表倒数第n个节点

题目：

6.1 方法一

运行两遍，第一遍读取链表长度，第二遍删除节点

class Solution{
public:
    ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n){
        if (head==nullptr||head->next==nullptr) return nullptr;
        ListNode* A = head;
        int sum_count=0;
        while(A!=nullptr)
        {
            A = A->next;
            sum_count = sum_count + 1;
        }
        int forward_count = sum_count - n;
        A = head;
        if(n==1)//删除尾节点
        {
            while (sum_count-->2)
            {
                A = A->next;
            }
              ListNode* B = A->next;
              A->next = nullptr;
              delete B;
        }
        else if(sum_count==n)//删除头节点
        {
                ListNode* B = A;
                head = head->next;
                delete B;
        }
        else//删除中间节点
        {
            while (forward_count-->1)
            {
                A = A->next;
            }
            ListNode* B = A->next;
            A->next = A->next->next;
            delete B;
        }
    return head;
    }
};

6.2 方法二

使用栈的形式，先入栈，然后弹栈，弹的第N个，即为要删除的节点

 class Solution{//栈的形式找节点
 public:
     ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n){
         stack stk;
         ListNode* dummy = new ListNode(0,head);
         ListNode *A = head;
         ListNode *B = dummy;
         while(dummy)
         {  
            stk.push(dummy);
             dummy = dummy->next;
         }
        while(n-->0)
        {
            stk.pop();
        }
        ListNode *prev = stk.top();
        A = prev->next;
        prev->next = prev->next->next;
        delete A;
        head = B->next;
        delete dummy;
        return head;
     }
 };

6.2.1 遇到的问题

栈的定义：
栈的定义使用std模板中的stack，stack中有一些函数

入栈：stk.push(dummy);
出栈：stk.pop();
读取栈顶元素：stk.top();

方法三 6.3

快慢指针

class Solution{//快慢指针
public:
    ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n){
        ListNode* dummy = new ListNode(0, head);
        ListNode* Fast = head;
        ListNode* Low = dummy;
        for(int i = 0; i < n; ++i)
        {
            Fast = Fast->next;
        }
        while(Fast)
        {
            Fast = Fast->next;
            Low = Low->next;
        }
        Low->next = Low->next->next;
        ListNode* ans = dummy->next;
        delete dummy;
        return ans;
    }
};