代码随想录-刷题第三天

203. 移除链表元素

题目链接：203. 移除链表元素

思路：创建一个虚拟头结点，用来保证删除第一个元素和删除其他元素的操作相同。

时间复杂度：O(n)

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
        if (head == null) {
            return null;
        }
        // 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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707. 设计链表

题目链接：707. 设计链表

思路：题目要求可以选择使用单链表或者双链表，这里选择设计带虚拟头结点的单链表。

时间复杂度：除了在第一个节点之前插入节点为O(1)，其他都是O(n)

//单链表
class ListNode {
    int val;
    ListNode next;
    ListNode(){}
    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}
class MyLinkedList {
    //size存储链表元素的个数
    int size;
    //虚拟头结点
    ListNode dummy;

    //初始化链表
    public MyLinkedList() {
        size = 0;
        dummy = new ListNode(0);
    }
    
    //获取第index个节点的数值，注意index是从0开始的，第0个节点就是头结点
    public int get(int index) {
        //如果index非法，返回-1
        if (index < 0 || index >= size) {
            return -1;
        }
        ListNode cur = dummy;
        //包含一个虚拟头节点，所以查找第 index+1 个节点
        for (int i = 0; i <= index; i++) {
            cur = cur.next;
        }
        return cur.val;
    }
    
    //在链表最前面插入一个节点，等价于在第0个元素前添加
    public void addAtHead(int val) {
        addAtIndex(0, val);
    }
    
    //在链表的最后插入一个节点，等价于在(末尾+1)个元素前添加
    public void addAtTail(int val) {
        addAtIndex(size, val);
    }
    
    // 在第 index 个节点之前插入一个新节点，
    // 例如index为0，那么新插入的节点为链表的新头节点。
    // 如果 index 等于链表的长度，则说明是新插入的节点为链表的尾结点
    // 如果 index 大于链表的长度，则返回空
    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if(index < 0 || index > size){
            return;
        }
        size++;
        //找到要插入节点的前驱
        ListNode pred = dummy;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pred = pred.next;
        }
        ListNode toAdd = new ListNode(val);
        toAdd.next = pred.next;
        pred.next = toAdd;
    }
    
    // 删除第index个节点，
    // 如果index大于等于链表的长度，直接return，注意index是从0开始的
    public void deleteAtIndex(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            return;
        }
        size--;
        //找到要删除节点的前驱
        ListNode pred = dummy;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pred = pred.next;
        }
        pred.next = pred.next.next;
    }
}

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206. 反转链表

题目链接：206. 反转链表

思路：只需要改变链表的next指针的指向，直接将链表反转，而不用重新定义一个新的链表。如果再定义一个新的链表，实现链表元素的反转，其实这是对内存空间的浪费。

具体的代码实现可以用双指针法和递归法。

双指针法：

class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode pre = null;
        ListNode cur = head;
        while(cur != null){
            ListNode next = cur.next;
            cur.next = pre;
            pre = cur;
            cur = next;
        }
        return pre;
    }
}

递归法：

class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            return head;
        }
        ListNode last = reverseList(head.next);
        head.next.next = head;
        head.next = null;
        return last;
    }
}

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