Leetcode刷题——链表

一、链表定义

c++链表节点定义方式：

// 单链表
struct ListNode {
    int val;  // 节点上存储的元素
    ListNode *next;  // 指向下一个节点的指针
    ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}  // 节点的构造函数
};

自己定义构造函数初始化节点：

ListNode *head=new ListNode(5)

使用默认构造函数初始化节点：

ListNode* head = new ListNode();
head->val = 5;

链表存储方式：地址随机分布
链表种类：

• 单链表
• 双链表
• 循环链表

链表操作：

• 删除节点：head->next=head->next->next
• 添加节点：
  链表和数组性能对比分析：
  

一、Leetcode题目

1.移除链表元素

题目链接：203.移除链表元素
移除链表元素需要考虑删除元素位置有头结点和中间节点，其中处理头结点是比较麻烦的事，一般采取设置一个哑结点去处理头结点。

ListNode *dummy=new ListNode(0);
        dummy->next=head;
        ListNode *cur=dummy;

1.先初始化一个哑结点。
2.让哑结点指向head。
3.最后用cur指针等于哑结点进行while语句的循环。
整体代码：

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        if(head==nullptr)
            return nullptr;
        ListNode *dummy=new ListNode(0);
        dummy->next=head;
        ListNode *cur=dummy;
        while(cur->next)
        {
            if(cur->next->val==val)
            {
                cur->next=cur->next->next;
            }
            else{
                cur=cur->next;
            }   
        }
        return  dummy->next;
    }
};

while(cur->next)判断如果遇到空节点即为NULL，退出循环。
重要的事情说三遍！
最后返回的是dummy->next！
最后返回的是dummy->next！
最后返回的是dummy->next！
为什么不返回cur？
cur一直在移动，最后cur的位置为链表最后一个节点（不是尾节点），此时返回cur只会返回一个节点。
为什么不返回head呢？
我们用哑结点的原因就是防止头结点是我们需要删除的节点，因此如果head是我们需要删掉的节点，那么不可以返回。

2.反转链表

双指针法

用pre指针和cur指针完成操作，并声明一个tmp临时指针。
在原链表上进行翻转，注意以下几点：
1.尾节点指向的NULL需要重新初始化一个pre指针使其等于NULL。
2.更新pre和cur指针。
3.用tmp指针储存cur->next。先储存再翻转。
4.最后返回的是pre。

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        if(head==nullptr)
        {
            return nullptr;
        }
        ListNode *pre=nullptr;
        ListNode *cur=head;
        while(cur){
            ListNode *tmp=cur->next;
            cur->next=pre;
            pre=cur;
            cur=tmp;
        }
        return pre;
    }
};

3.两两交换链表中的节点

24. 两两交换链表中的节点

1使用哑结点，返回dummy->next.
2.while循环条件为cur->next和cur->next->next不为空。cur初始为哑结点
3.cur->next=?
cur->next->next=?
cur->next->next->next=?
最后再更新cur。
注意事项：不要想着一直去更新cur的位置，合理使用指针域next，在完成一次交换后再更新cur。

class Solution {
public:
    ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
        if(head==nullptr||head->next==nullptr)
        {
            return head;
        }
        ListNode *dummy=new ListNode(0);
        dummy->next=head;
        ListNode *cur=dummy;
        while(cur->next&&cur->next->next)
        {
            ListNode *temp_1=cur->next;
            ListNode *temp_2=cur->next->next->next;
            
            cur->next=cur->next->next;
            cur->next->next=temp_1;
            cur->next->next->next=temp_2;
            cur=temp_1;
        }
        return dummy->next;
    }
    }；

4.删除链表的倒数第 N 个结点

19. 删除链表的倒数第 N 个结点

快慢指针法

• 先让fast走n次，求倒数节点位置，就先用fast指针走正数n次
• fast再走一次，方便slow指针进行删除
• slow和fast同时走直到fast走到null位置。这时slow位置即为total-n，即为倒数n个节点。
• 防止将head删掉，使用dummyhead,返回dummyhead->next;
  - while循环条件（n–）当括号内为0即退出循环。

class Solution {
public:
    ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
        ListNode *dummyhead=new ListNode(0);
        ListNode *slow=dummyhead;
        ListNode *fast=dummyhead;
        dummyhead->next=head;
        while(n--&&fast){
            fast=fast->next;
        }
        fast=fast->next;
        while(fast){
            fast=fast->next;
            slow=slow->next;
        }
        slow->next=slow->next->next;
        return dummyhead->next;
    }
};