【链表】leetcode203.移除链表元素(C/C++/Java/Js)

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1 题目

题源链接
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 。

示例 1：

输入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6
输出：[1,2,3,4,5]
示例 2：

输入：head = [], val = 1
输出：[]
示例 3：

输入：head = [7,7,7,7], val = 7
输出：[]

提示：

列表中的节点数目在范围 [0, 104] 内
1 <= Node.val <= 50
0 <= val <= 50

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2 思路 (两种方式）

以链表 1 4 2 4 来举例，移除元素4。

如果使用C，C++编程语言的话，不要忘了还要从内存中删除这两个移除的节点， 清理节点内存之后如图：
C：free( p);
C++: delete p;

当然如果使用java ，python的话就不用手动管理内存了。

还要说明一下，就算使用C++来做leetcode，如果移除一个节点之后，没有手动在内存中删除这个节点，leetcode依然也是可以通过的，只不过，内存使用的空间大一些而已，但建议依然要养成手动清理内存的习惯。

这种情况下的移除操作，就是让节点next指针直接指向下下一个节点就可以了，

那么因为单链表的特殊性，只能指向下一个节点，刚刚删除的是链表的中第二个，和第四个节点，那么如果删除的是头结点又该怎么办呢？
这里就涉及如下链表操作的两种方式：

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2.1 在原来链表上进行删除

移除头结点和移除其他节点的操作是不一样的，因为链表的其他节点都是通过前一个节点来移除当前节点，而头结点没有前一个节点。

所以头结点如何移除呢，其实只要将头结点向后移动一位就可以，这样就从链表中移除了一个头结点。

依然别忘将原头结点从内存中删掉。

这样移除了一个头结点，是不是发现，在单链表中移除头结点 和 移除其他节点的操作方式是不一样，其实在写代码的时候也会发现，需要单独写一段逻辑来处理移除头结点的情况。

那么可不可以 以一种统一的逻辑来移除 链表的节点呢。
其实可以设置一个虚拟头结点，这样原链表的所有节点就都可以按照统一的方式进行移除了。

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2.2 设置一个虚拟头结点删除

来看看如何设置一个虚拟头。依然还是在这个链表中，移除元素1。

这里来给链表添加一个虚拟头结点为新的头结点，此时要移除这个旧头结点元素1。

这样是不是就可以使用和移除链表其他节点的方式统一了呢？

来看一下，如何移除元素1 呢，还是熟悉的方式，然后从内存中删除元素1。

最后呢在题目中，return 头结点的时候，别忘了 return dummyNode->next;， 这才是新的头结点。

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3 代码

3.1 C++ （两种方式）

直接使用原来的链表来进行移除节点操作：

/**
 * 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) {
        // 删除头结点
        while (head != NULL && head->val == val) { // 注意这里不是if
            ListNode* tmp = head;
            head = head->next;
            delete tmp;
        }

        // 删除非头结点
        ListNode* cur = head;
        while (cur != NULL && cur->next!= NULL) {
            if (cur->next->val == val) {
                ListNode* tmp = cur->next;
                cur->next = cur->next->next;
                delete tmp;
            } else {
                cur = cur->next;
            }
        }
        return head;
    }
};

设置一个虚拟头结点在进行移除节点操作：

/**
 * 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* dummyHead = new ListNode(0); // 设置一个虚拟头结点
        dummyHead->next = head; // 将虚拟头结点指向head，这样方面后面做删除操作
        ListNode* pre = dummyHead, *cur = dummyHead->next;
        while (cur != NULL) {
            if(cur->val == val) {
                ListNode* tmp = cur;
                cur = cur->next;
                pre->next = cur;
                delete tmp;
            } else {
                pre = cur;
                cur = cur->next;
            }
        }
        head = dummyHead->next;
        delete dummyHead;
        return head;
    }
};
 

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3.2 C版本（两种方式）

C: 用原来的链表操作：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     struct ListNode *next;
 * };
 */


struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val){
    struct ListNode *temp = NULL;
    while (head && head->val == val) {//处理链表头部就是待删元素的情况
        temp = head;
        head = head->next;
        free(temp);
    }
    if (!head) return head;//如果链表为空直接返回
    struct ListNode *pre = head, *cur = head->next;//pre指向前一个结点，cur指向当前结点
    //这种情况head位置一定不是待删元素，因为上面已经处理完了
    while (cur) {
        if (cur && cur->val == val) { //如果cur位置是待删元素
            temp = cur;
            cur = cur->next;
            pre ->next = cur;
            free(temp);
        }
        else {//cur位置不是待删元素，继续向后遍历
            pre = cur;
            cur = cur->next;
        }
    }
    return head;
}

设置一个虚拟头结点：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     struct ListNode *next;
 * };
 */


struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val){
    typedef struct ListNode ListNode;
    ListNode *shead;
    shead = (ListNode *)malloc(sizeof(ListNode));
    shead->next = head;
    ListNode *cur = shead;
    while(cur->next != NULL){
        if (cur->next->val == val){
            ListNode *tmp = cur->next;
            cur->next = cur->next->next;
            free(tmp);
        }
        else{
            cur = cur->next;
        }
    }
    head = shead->next;
    free(shead);
    return head;
}

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3.3 Java版本（两种方式）

/**
 * 不添加虚拟节点and pre Node方式
 * 时间复杂度 O(n)
 * 空间复杂度 O(1)
 * @param head
 * @param val
 * @return
 */
public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
    while(head!=null && head.val==val){
        head = head.next;
    }
    ListNode curr = head;
    while(curr!=null){
        while(curr.next!=null && curr.next.val == val){
            curr.next = curr.next.next;
        }
        curr = curr.next;
    }
    return head;
}

/**
 * 添加虚节点方式
 * 时间复杂度 O(n)
 * 空间复杂度 O(1)
 * @param head
 * @param val
 * @return
 */
public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
    if (head == null) {
        return head;
    }
    // 因为删除可能涉及到头节点，所以设置dummy节点，统一操作
    ListNode dummy = new ListNode(-1, head);
    ListNode pre = dummy;
    ListNode cur = head;
    while (cur != null) {
        if (cur.val == val) {
            pre.next = cur.next;
        } else {
            pre = cur;
        }
        cur = cur.next;
    }
    return dummy.next;
}

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3.4 JavaScript版本

/**
 * @param {ListNode} head
 * @param {number} val
 * @return {ListNode}
 */
var removeElements = function(head, val) {
    const ret = new ListNode(0, head);
    let cur = ret;
    while(cur.next) {
        if(cur.next.val === val) {
            cur.next =  cur.next.next;
            continue;
        }
        cur = cur.next;
    }
    return ret.next;
};

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4 总结

真正理解到单链表的结构和删除操作后，本题是非常基础和简单的。
主要掌握两种方式：

• 直接使用原来的链表来进行删除操作。
• 设置一个虚拟头结点在进行删除操作。

在笔试中有的题可能会告诉你链表包含一个头结点，头结点不存放数据，这个时候也是方式二的处理思路。
而本题，没有头结点，我们就创造头结点。正所谓没有路我们就创造路。

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内容整理于Carl老师的《代码随想录》，强推！

代码随想录

By – Suki 2023/1/6
没有路，我们就创造路。