＜代码随想录二刷＞链表

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203. 移除链表元素

题目描述

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：[]

思路分析

双指针

先为原始链表创建一个虚拟头结点(便于操作),然后定义两个指针,pre指向前一个节点,cur指向当前节点.

当前节点满足条件,则进行移除操作.

最后删除创建的虚拟头结点.

图解过程:

参考代码

#include
using namespace std;

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(nullptr) {}
};

//采用双指针
ListNode* removeElements(ListNode* node, int val) {
	ListNode* head = new ListNode(-1,node) ;//定义头结点
	ListNode* pre = head;//初始化
	ListNode* cur = head->next;//这里也可以直接使用一个cur变量来删除节点,我们定义两个,逻辑更加清晰 
	ListNode* temp;
	while(cur!=NULL) {
		if(cur->val==val) {
			temp = cur;
			pre->next = cur->next;
			cur = cur->next;
			delete temp;
		} else {
			pre = cur;
			cur = cur->next;
		}
	}
	//删除虚拟头结点
	temp = head->next;
	delete head;
	return temp;
}

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206. 反转链表

题目描述

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。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[5,4,3,2,1]

示例 2：

输入：head = [1,2]
输出：[2,1]

示例 3：

输入：head = []
输出：[]

思路分析

方法一：双指针

基本思路:从前往后将指针的方向改变,返回最后一个节点
使用pre指向前一个节点,cur代表当前节点,从第一个节点开始进行遍历,每次让cur指向pre,之后cur继续遍历下一个节点,直至链表遍历完毕.

方法二：递归（从前往后改变指针方向）

思路和方法一基本一致,递归实际上就是自己调用自己,每次的操作一致.

• 每次我们需要改变指针指向,需要操作两个节点,当前节点cur和上一个节点pre,所以这就是递归函数的参数.
• 递归的结束条件就是当前节点为NULL,则不再需要改变方向了.递归结束.

方法三：递归（从后往前改变指针方向）

参考代码

方法一：双指针

//方法一:双指针法
ListNode* reverseList(ListNode* head) {
	if(head==NULL||head->next==NULL) { //判断0个和1个节点情况,不用进行反转
		return head;
	}
	ListNode *pre = NULL,*cur = head,*temp = head->next;
	//开始 从前往后改变指针的指向
	while(cur) {
		temp = cur->next;//保存下一个节点
		cur->next = pre;//改变指向
		pre = cur;//pre后移动
		cur = temp; //cur后移动
	}
	return pre;
}

方法二：递归(从前往后改变指针方向)

//方法二:递归法1 先改变指针方向,再继续进行递归
ListNode* reverse(ListNode* pre,ListNode* cur) {//返回值主要是用来递归完成之后返回头结点的,无其他用途
	if(cur==NULL) {
		return pre;
	}
	ListNode* temp = cur->next;
	cur->next = pre;//修改指针方向
	return reverse(cur,temp) ;
}

ListNode* reverseList(ListNode* head) {
	if(head==NULL||head->next==NULL) { //判断0个和1个节点情况,不用进行反转
		return head;
	}
	return reverse(NULL,head);
}

方法三：递归（从后往前改变指针方向） 目前测试不通过…

//方法三:递归法2 先进行递归,后改变指针方向   ???不知道为啥错了.. 
ListNode* resNode = new ListNode(-1);
ListNode* solve(ListNode* cur) {
	if(cur==NULL) { //结束条件
		return resNode;
	}
	ListNode* pre = solve(cur->next);
	pre->next = cur;
	return cur;
}
ListNode* reverseList(ListNode* head) {
	if(head==NULL||head->next==NULL) { //判断0个和1个节点情况,不用进行反转
		return head;
	}
	solve(head);
	ListNode* head = resNode->next;
	delete resNode;
	return head;
}

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24. 两两交换链表中的节点

题目描述

给定一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后的链表。

你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际的进行节点交换。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4]
输出：[2,1,4,3]

示例 2：

输入：head = []
输出：[]

示例 3：

输入：head = [1]
输出：[1]

思路分析

题目的要求是交换相邻的节点,题目也说了是这两个节点的顺序发生改变,而不是仅仅交换下值.而且如果当前节点只有一个,则肯定不需要交换啦.

接下来我们用图解来表示:

根据图中,我们可以使用三个辅助变量便可完成操作.

参考代码

#include
using namespace std;

//节点定义 
struct ListNode{
	int val;
	ListNode* next;
	ListNode(){}
	ListNode(int x):val(x),next(nullptr){
	}
	ListNode(int x,ListNode* next):val(x),next(next){
	}
	
};

ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
	if(head==NULL||head->next==NULL){//没有结点或者只有一个结点时 
		return head;
	}
	ListNode* dummyHead  = new ListNode(-1,head);//创建虚拟头结点 
	ListNode *cur = dummyHead,*node1,*node2,*node3;//创建当前节点cur以及辅助节点node1、node2、node3
	while( cur->next && cur->next->next){ 
		 node1 = cur->next;
		 node2 = cur->next->next;
		 node3 = cur->next->next->next;
		 cur->next = node2;//执行第一步:当前0节点指向2号节点
		 node2->next = node1;//执行第二步:当前2节点指向1号节点
		 node1->next = node3;//执行第三步:当前1节点指向3号节点.
		 cur = node1;//更新cur
	}
	head = dummyHead->next;
	delete dummyHead;
	
	return head;
}

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19. 删除链表的倒数第 N 个结点

题目描述

给你一个链表，删除链表的倒数第 n 个结点，并且返回链表的头结点。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4,5], n = 2
输出：[1,2,3,5]

示例 2：

输入：head = [1], n = 1
输出：[]

示例 3：

输入：head = [1,2], n = 1
输出：[1]

思路分析

方法一:逆向思维法

删除倒数第n个节点 ==> 删除正数N-n+1个节点.

图解:(以实例一为例)

方法一:快慢指针
先搞一个虚拟头结点,方便我们接下来的操作.

• 第一步slow和fast都指向虚拟头结点.
• 第二步fast向前移动n+1个节点
• slow和fast同时向前移动,直至fast为空,则slow对应的便是目标节点的前一个节点.

图解

参考代码

方法一:逆向思维法

//方法一:逆向思维法  删除倒数第n个节点 ==> 删除正数N-n+1个节点. 
ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
	ListNode *dummyHead =  new ListNode(-1,head);
	ListNode *cur,*temp;
	cur = dummyHead->next;
	int N = 0,m;//总结点 
	while(cur) {
		N++;
		cur=cur->next;
	}
	//删除第n个节点    
	m = N-n;
	cur = dummyHead;
	while(m--){//指针指向第m个位置 
		cur=cur->next;
	}
	temp = cur->next;//保存删除节点 
	cur->next = cur->next->next;//进行删除 
	delete temp;
//	delete dummyHead;
	head = dummyHead->next; //最后的head一定要重新赋值哦,因为之前的head 可能已经挂了. 
	delete dummyHead;
	return head;
}

方法二:双指针法

//方法二:双指针法(快慢指针法) 
ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
	ListNode *dummyHead =  new ListNode(-1,head);
	ListNode *slow = dummyHead,*fast = dummyHead,*temp;
	//fast先走n+1步
	while(n>=0) {
		fast = fast->next;
		n--;
	}
	//slow和fast同时开始走,直到fast为NULL
	while(fast!=NULL) {
		slow = slow->next;
		fast = fast->next;
	}
	//进行删除
	 temp = slow->next;
	 slow->next = slow->next->next;
	 delete temp;
	 head = dummyHead->next;
	 delete dummyHead;
	 return head;
}

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面试题 02.07. 链表相交

题目描述

给你两个单链表的头节点 headA 和 headB ，请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表没有交点，返回 null 。

图示两个链表在节点 c1 开始相交：

题目数据 保证 整个链式结构中不存在环。

注意，函数返回结果后，链表必须 保持其原始结构 。

示例 1：

输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,0,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3
输出：Intersected at '8'

解释：相交节点的值为 8 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。
从各自的表头开始算起，链表 A 为 [4,1,8,4,5]，链表 B 为 [5,0,1,8,4,5]。
在 A 中，相交节点前有 2 个节点；在 B 中，相交节点前有 3 个节点。

示例 2：

输入：intersectVal = 2, listA = [0,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1
输出：Intersected at '2'

解释：相交节点的值为 2 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。
从各自的表头开始算起，链表 A 为 [0,9,1,2,4]，链表 B 为 [3,2,4]。
在 A 中，相交节点前有 3 个节点；在 B 中，相交节点前有 1 个节点。

示例 3：

输入：intersectVal = 0, listA = [2,6,4], listB = [1,5], skipA = 3, skipB = 2
输出：null

解释：从各自的表头开始算起，链表 A 为 [2,6,4]，链表 B 为 [1,5]。
由于这两个链表不相交，所以 intersectVal 必须为 0，而 skipA 和 skipB 可以是任意值。
这两个链表不相交，因此返回 null 。

思路分析

题目的要求是求两个链表的交点,但是这里的交点是指针相等,不是节点里面的值相同.

看如下两个链表，目前curA指向链表A的头结点，curB指向链表B的头结点,如何求得交点呢.

我们可以求出两个链表的长度，并求出两个链表长度的差值，然后让curA移动到，和curB 末尾对齐的位置，如图：

此时我们就可以让CurA和CurB,从前往后遍历各自链表的节点,直到两者相等,此时对应的便是交点. 如果两个链表都遍历完还没有找到,则说明没有交点.

参考代码

#include
using namespace std;

struct ListNode {
	int val;
	ListNode* next;
	ListNode() {}
	ListNode(int x):val(x),next(nullptr) {
	}
	ListNode(int x,ListNode* next):val(x),next(next) {
	}
};

//方法:双指针
//先求出两条链表长度,然后最长两个指针指向最短的起始位置 ,同时向后移动.知道遇到公共结点
ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
	ListNode *pointerA = headA,*pointerB = headB;
	int lenA = 0,lenB = 0,gap;//a:b代表两条链表的长度 
	while(pointerA) {//求LenA长度
		lenA++;
		pointerA = pointerA->next;
	}
	while(pointerB) {//求LenB长度
		lenB++;
		pointerB = pointerB->next;
	}
	始终让A的长度比B大
	if(lenA>lenB) {
		pointerA = headB;
		pointerB = headA;
		gap = lenA-lenB;
	}else{
		pointerA = headA;
		pointerB = headB;
		gap = lenB-lenA;
	}
	while(gap--) {//B指针移动到和A指针相同的位置 
		pointerB = pointerB->next;
	}
	while(pointerA&&pointerB) {//A和B一起向前移动 
		if(pointerA==pointerB){//如果相同则直接进行返回 
			return pointerA;
		}
		pointerA = pointerA->next;
		pointerB = pointerB->next; 
	}
	return NULL;//如果没有公共结点,则返回NULL; 
}

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141. 环形链表

题目描述

给你一个链表的头节点 head ，判断链表中是否有环。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。注意：pos 不作为参数进行传递 。仅仅是为了标识链表的实际情况。

如果链表中存在环 ，则返回 true 。 否则，返回 false 。

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

示例 2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。

示例 3：

输入：head = [1], pos = -1
输出：false
解释：链表中没有环。

思路分析

如何判断是否有环?:快慢指针

分别定义fast和slow指针,分别指向头结点,fast每次移动两个节点,slow每次移动一个节点,如果fast和slow指针在途中相遇,则说明这个链表有环.

这个过程就如同操场跑步一样,跑的快的人在一段时间后就会追上慢的人.

参考代码

#include
using namespace std;

struct ListNode {
	int val;
	ListNode* next;
	ListNode() {}
	ListNode(int x):val(x),next(nullptr) {
	}
	ListNode(int x,ListNode* next):val(x),next(next) {
	}
};

bool hasCycle(ListNode *head) {
	ListNode *slow = head,*fast = head;
	while(fast!=NULL){
		fast = fast->next;
		if(fast!=NULL) {
			fast = fast->next;
		}else{//没有环 
			continue;
		}
		slow = slow->next;
		if(slow==fast){//有环 
			return true;
		}
	}
	return false;//没有环 
}

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142. 环形链表 II

题目描述

给定一个链表，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。

不允许修改 链表。

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：返回索引为 1 的链表节点

解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

示例 2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：返回索引为 0 的链表节点

解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。

示例 3：

输入：head = [1], pos = -1
输出：返回 null

解释：链表中没有环。

思路分析

本题主要考察:

• 判断链表是否环
• 如果有环，如何找到这个环的入口

如何判断是否有环?:快慢指针

分别定义fast和slow指针,分别指向头结点,fast每次移动两个节点,slow每次移动一个节点,如果fast和slow指针在途中相遇,则说明这个链表有环.

这个过程就如同操场跑步一样,跑的快的人在一段时间后就会追上慢的人.

如果有环，如何找到这个环的入口$?$

从头结点出发一个指针index1，从相遇节点 也出发一个指针index2，这两个指针每次只走一个节点， 那么当这两个指针相遇的时候就是 环形入口的节点。

证明过程可以参考卡尔大佬的文章,讲的通俗易懂,嘿嘿嘿

参考代码

#include
using namespace std;

struct ListNode {
	int val;
	ListNode* next;
	ListNode() {}
	ListNode(int x):val(x),next(nullptr) {
	}
	ListNode(int x,ListNode* next):val(x),next(next) {
	}
};

ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
	ListNode* slow = head,*fast= head,*index1,*index2;
	//首先判断有环没有环
	while(fast!=NULL && fast->next!=NULL) {
		fast = fast->next->next;//fast走两步 
		slow = slow->next;//slow走一步 
		if(slow==fast) {//此时如果相遇必定是入口节点 
			index1 = head;
			index2 = slow;
			//寻找环的入口
			while(index1!=index2) {
				index1 = index1->next;
				index2 = index2->next;
			}
			return index1;
		}

	}
	return NULL;//如果无环,则会退出while循环,返回NULL
}

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707. 设计链表

题目描述

设计链表的实现。您可以选择使用单链表或双链表。单链表中的节点应该具有两个属性：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。如果要使用双向链表，则还需要一个属性 prev 以指示链表中的上一个节点。假设链表中的所有节点都是 0-index 的。

在链表类中实现这些功能：

• get(index)：获取链表中第 index 个节点的值。如果索引无效，则返回-1。
• addAtHead(val)：在链表的第一个元素之前添加一个值为 val 的节点。插入后，新节点将成为链表的第一个节点。
• addAtTail(val)：将值为 val 的节点追加到链表的最后一个元素。
• addAtIndex(index,val)：在链表中的第 index 个节点之前添加值为 val 的节点。如果 index 等于链表的长度，则该节点将附加到链表的末尾。如果 index 大于链表长度，则不会插入节点。如果index小于0，则在头部插入节点。
• deleteAtIndex(index)：如果索引 index 有效，则删除链表中的第 index 个节点。

思路分析

盲猜面试出这个的可能性很大,很考查基础.

示例：

MyLinkedList linkedList = new MyLinkedList();
linkedList.addAtHead(1);
linkedList.addAtTail(3);
linkedList.addAtIndex(1,2);   //链表变为1-> 2-> 3
linkedList.get(1);            //返回2
linkedList.deleteAtIndex(1);  //现在链表是1-> 3
linkedList.get(1);            //返回3

参考代码

#include
using namespace std;

//很奇怪,按说是可以的... 
class MyLinkedList {
	
	public:
		//定义链表
		struct LinkedNode {
			int val;
			LinkedNode* next;
			LinkedNode():val(0),next(NULL) {
			};
			LinkedNode(int x):val(x),next(NULL) {
			};
			LinkedNode(int x,LinkedNode* next):val(x),next(next) {
			};
		};

		MyLinkedList() {
			head = new LinkedNode();
			size = 0;
		}
		//获取链表中 index 个节点的值。如果索引无效，则返回-1。
		int get(int index) {
			if(index<0 || index> size-1 ) {
				return -1;
			}
			LinkedNode* cur = head->next;
			while(index--) { //实际上是获得index+1个节点 ,因为index是从0开始的
				cur = cur->next;
			}
			return cur->val;
		}

		// 在链表头部添加节点。
		void addAtHead(int val) {
//			ListNode *newNode = new ListNode(val,head->next);
//			head->next = newNode;
			head->next = new LinkedNode(val,head->next);
			size++;
		}

		//链表尾部添加节点
		void addAtTail(int val) {
			LinkedNode* cur = head;
			while(cur->next) {
				cur = cur->next;
			}
			cur->next = new LinkedNode(val);
			size++;
		}

		//在链表中的第index个节点之前添加值为val 的节点。
		//如果index等于链表的长度，则该节点将附加到链表的末尾
		//如果 index 大于链表长度，则不会插入节点。
		//如果index小于0，则在头部插入节点。

		void addAtIndex(int index, int val) {
			if(index>size) { //如果 index 大于链表长度，则不会插入节点。
				return;
			}
			if(index<0) { //如果index小于0，则在头部插入节点。
				addAtHead(val);
			}
			if(index==size) { //如果index等于链表的长度，则该节点将附加到链表的末尾
				addAtTail(val);
			}
			LinkedNode* cur = head;
			while(index--) {
				cur= cur->next;
			}
			cur->next = new LinkedNode(val,cur->next);
//			ListNode *newNode = new ListNode(val);
//			newNode->next = cur->next;
//			cur->next = newNode;

			size++;
		}

		//如果索引 index 有效，则删除链表中的第 index 个节点。
		void deleteAtIndex(int index) {
			if(index>=size||index<0) {
				return;
			}
			LinkedNode* cur = head;
			while(index--) {
				cur = cur->next;
			}
			LinkedNode* temp = cur->next;
			cur->next = cur->next->next;
			delete temp;
			size--;
		}
		void printLinkedList(){
			LinkedNode* cur = head;
			while(cur->next){
				cout<<cur->next->val<<" ";
				cur = cur->next;
			}
			cout<<endl;
		}
	private:
		//全局变量
		LinkedNode* head;
		int size ;


};

int main() {
	MyLinkedList* obj = new MyLinkedList();
	int param_1 = obj->get(0);
	cout<<param_1<<endl;
	obj->addAtHead(1);
	obj->printLinkedList();
	obj->addAtTail(2);
	obj->printLinkedList();
	obj->addAtIndex(1,3);
	obj->printLinkedList();
	obj->deleteAtIndex(0);
	obj->printLinkedList();
	return 0;
}

备注:代码本身没啥问题,LeetCode关于这个题可能有点不严谨…

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如果有收获！！！ 希望老铁们来个三连，点赞、收藏、转发。
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