【数据结构】经典单链表OJ题！！

学习完单链表，习题就成了最好的巩固方式

1.链表分割:

链表分割，链接奉上

思路：

我们可以创建两个newhead，
将比x小的尾插放到newhead1中
比x大的放在newhead2中
再将两个链表进行链接

注意：

• 在进行创建新的链表时，最好使用带有哨兵位的链表，在进行链接时会比较容易，
  因为没有哨兵位的链表需要判断是否两个链表是否为空，并分别做出处理措施

• 在尾插时，有可能出现如下图的情况
  故我们需要将tail2->next = NULL

代码实现：

class Partition {
public:
    ListNode* partition(ListNode* pHead, int val) {
        //两个哨兵位的创建
        struct ListNode* newhead1 = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
        struct ListNode* newhead2 = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
        struct ListNode* tail1 = newhead1;
        struct ListNode* tail2 = newhead2;
        tail1->next = newhead1->next = NULL;
        tail2->next = newhead2->next = NULL;

        while(pHead)
        {
            if(pHead->val < val)
            {
                tail1->next = pHead;
                tail1 = tail1->next;
            }
            else
            {
                tail2->next = pHead;
                tail2 = tail2->next;
            }
            pHead = pHead->next;
        }
        tail1->next = newhead2->next;
        tail2->next = NULL;
        return newhead1->next;
    }
};

2.随机链表的复制:

链接奉上

思路1：

先复制一份没有进行random处理的copy链表
我们可以根据random的指向的位置与原位置，
通过计算得出他们之间的距离，
再根据距离进行确定copy链表中random的位置
这样实现，时间复杂度是O(N^2)

代码实现：

理论存在，实践开始

/**
 * Definition for a Node.
 * struct Node {
 *     int val;
 *     struct Node *next;
 *     struct Node *random;
 * };
 */
struct Node* creat(int x)
{
    struct Node* newnode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    newnode->val = x;
    newnode->next = NULL;
    return newnode;
}

struct Node* copyRandomList(struct Node* head) 
{
    struct Node* cur = head;
    struct Node* newhead = NULL;
    struct Node* tail = NULL;
    while(cur)
    {
        if(newhead == NULL)
        {
            newhead = creat(cur->val);
            tail = newhead;
        }
        else
        {
            tail->next = creat(cur->val);
            tail = tail->next;
        }
        cur = cur->next;
    }
    int count = 0;
    cur = head;
    struct Node* subcur = newhead;
    while(cur)
    {
        count = 0;
        struct Node* tmp1 = head;
        while(cur->random != tmp1)
        {
            count++;
            tmp1 = tmp1->next;
        }
        struct Node* tmp = newhead;
        while(count--)
        {
            tmp = tmp->next;
        }
        subcur->random = tmp;
        cur = cur->next;
        subcur = subcur->next;
    }
    return newhead;
}

思路2：

在原链表的每一个元素后边插入一个一样元素的copy节点

之后，我们发现当前节点后的copy节点的random指向当前节点的random的next，仔细咀嚼（可以自己画图感受一下），这句话也是整个代码的核心
最后再将整个链表进行拆解，返回新的结点

代码实现：

/**
 * Definition for a Node.
 * struct Node {
 *     int val;
 *     struct Node *next;
 *     struct Node *random;
 * };
 */

struct Node* copyRandomList(struct Node* head) 
{
    struct Node* cur = head;
    //添加copy节点
    while(cur)
    {
        struct Node* copy = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
        struct Node* next = cur->next;
        copy->val = cur->val;
        copy->next = next;
        cur->next = copy;

        cur = next;
    }
    
    cur = head;
    //random的复制
    while(cur)
    {
        if(cur->random == NULL)
        {
            cur->next->random = NULL;
        }
        else
        {
            cur->next->random = cur->random->next;
        }
        cur = cur->next->next;
    }

    //解开节点
    struct Node* newhead = NULL;
    struct Node* tail = NULL;

    cur = head;
    while(cur)
    {
        struct Node* next = cur->next->next;
        if(newhead == NULL)
        {
            newhead = tail = cur->next;
        }
        else
        {
            tail->next = cur->next;
            tail = tail->next;
        }
        cur = next;
    }
    return newhead;
}

3.环形链表:

3.1环形链表1:

链接奉上

思路：

利用快慢指针，这是解决此问题的最可行办法，
一个走一步，一个走两步，
当有环时，两者都进入环，因为两者固定减少1步，故必然可以相遇，
当没有环时，fast == NULL，或者fast指针->next == NULL

代码实现：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     struct ListNode *next;
 * };
 */
bool hasCycle(struct ListNode *head) 
{
    struct ListNode* slow = head;
    struct ListNode* fast = head;
    while(fast && fast->next)
    {
        slow = slow->next;
        fast = fast->next->next;
        if(slow == fast)
        return true;
    }   
    return false;
}

3.2环形链表2:

链接奉上

思路：

先输出一个结论：
找到快慢指针相遇的点，设置两个指针，一个从头开始走，一个从相遇点开始走，一次一步，相遇点就是环的开始点，我们返回此指针

代码实现：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     struct ListNode *next;
 * };
 */
struct ListNode *detectCycle(struct ListNode *head) 
{
    struct ListNode* slow = head;
    struct ListNode* fast = head;
    struct ListNode* cur = head;
    while(fast && fast->next)
    {
        slow = slow->next;
        fast = fast->next->next;
        if(slow == fast)
        {
            struct ListNode* meet = slow;
            while(1)
            {
                if(cur == meet)
                {
                    return meet;
                }
                cur = cur->next;
                meet = meet->next;
            }
        }
    }
    return NULL;
}

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