代码随想录算法训练营第4天 |24. 两两交换链表中的节点 19.删除链表的倒数第N个节点 面试题 02.07. 链表相交 142.环形链表
目录
24. 两两交换链表中的节点
解题思路
遇到的问题
实现代码
题目总结
19.删除链表的倒数第N个节点
解题思路
遇到的问题
实现代码
题目总结
面试题 02.07. 链表相交
解题思路
遇到的问题
实现代码
题目总结
142.环形链表
解题思路
判断链表是否有环
如果有环，如何找到这个环的入口
遇到的问题
实现代码
题目总结
今日心得
24. 两两交换链表中的节点
题目链接：24. 两两交换链表中的节点
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。
解题思路
使用虚拟节点
初始时，cur指向虚拟头结点，然后进行如下三步：
操作之后，链表如下：
看这个可能就更直观一些了：
遇到的问题
要在循环中定义节点的具体值，而不是在循环外，循环外只定义出节点即可。写代码的时候最好画图，可以看的清楚一些。
实现代码
class Solution {
public ListNode swapPairs(ListNode head) {
ListNode dumyhead = new ListNode(-1); // 设置一个虚拟头结点
dumyhead.next = head; // 将虚拟头结点指向head，这样方便后面做删除操作
ListNode cur = dumyhead;
ListNode temp; // 临时节点，保存两个节点后面的节点
ListNode firstnode; // 临时节点，保存两个节点之中的第一个节点
ListNode secondnode; // 临时节点，保存两个节点之中的第二个节点
while (cur.next != null && cur.next.next != null) {
temp = cur.next.next.next;
firstnode = cur.next;
secondnode = cur.next.next;
cur.next = secondnode; // 步骤一
secondnode.next = firstnode; // 步骤二
firstnode.next = temp; // 步骤三
cur = firstnode; // cur移动，准备下一轮交换
}
return dumyhead.next;
}
}
题目总结
感觉这道理捋顺思路后比较容易处理。
19.删除链表的倒数第N个节点
题目链接：19. 删除链表的倒数第 N 个结点
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。
进阶：你能尝试使用一趟扫描实现吗？
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]
解题思路
如何定位到倒数第n个结点？
双指针的经典应用，如果要删除倒数第n个节点，让fast移动n步，然后让fast和slow同时移动，直到fast指向链表末尾。删掉slow所指向的节点就可以了。
思路是这样的，但要注意一些细节。
分为如下几步：
-
首先这里我推荐大家使用虚拟头结点，这样方便处理删除实际头结点的逻辑，如果虚拟头结点不清楚，可以看这篇： 链表：听说用虚拟头节点会方便很多？
-
(opens new window)
-
定义fast指针和slow指针，初始值为虚拟头结点，如图：
-
fast首先走n + 1步 ，为什么是n+1呢，因为只有这样同时移动的时候slow才能指向删除节点的上一个节点（方便做删除操作），如图：
-
fast和slow同时移动，直到fast指向末尾，如题：
-
删除slow指向的下一个节点，如图：
遇到的问题
用快慢指针来求倒数第n个节点的位置，让快指针先走n+1步，之后快慢指针同时走，当快指针指向null时，慢指针指向要删除节点的前一个节点。
实现代码
class Solution {
public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
ListNode dummy=new ListNode(-1);
dummy.next=head;
ListNode fast=dummy;
ListNode slow=dummy;
for(int i=0;i<=n;i++){
fast=fast.next;
}
while(fast!=null){
fast=fast.next;
slow=slow.next;
}
slow.next=slow.next.next;
return dummy.next;
}
}题目总结
理清思路后，代码比较容易写出。
面试题 02.07. 链表相交
面试题 02.07. 链表相交
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：
示例 2：
示例 3：
解题思路
简单来说，就是求两个链表交点节点的指针。 交点不是数值相等，而是指针相等。
为了方便举例，假设节点元素数值相等，则节点指针相等。
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：
我们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：
此时我们就可以比较curA和curB是否相同，如果不相同，同时向后移动curA和curB，如果遇到curA == curB，则找到交点。
否则循环退出返回空指针。
遇到的问题
题目说返回相交的起始节点，但是答案只写了相交点，输入中已经有了intersectVal直接输出不就可以了吗？没有太明白题意。
先不管题意，按照输入规则和输出规则来实现吧。
实现代码
/**
* Definition for singly-linked list.
* public class ListNode {
* int val;
* ListNode next;
* ListNode(int x) {
* val = x;
* next = null;
* }
* }
*/
public class Solution {
public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
ListNode curA=headA;
ListNode curB=headB;
int lenA=0,lenB=0;
while(curA!=null){
lenA++;
curA=curA.next;
}
while(curB!=null){
lenB++;
curB=curB.next;
}
curA=headA;
curB=headB;
//交换位置
if(lenB>lenA){
int temp1=lenA;
lenA=lenB;
lenB=temp1;
ListNode temp2=curA;
curA=curB;
curB=temp2;
}
int len=lenA-lenB;
while(len>0){
curA=curA.next;
len--;
}
while(curA!=null){
if(curA==curB){
return curA;
}
curA=curA.next;
curB=curB.next;
}
return null;
}
}题目总结
想到使用长度差，接下来的操作就简单了。
142.环形链表
题目链接：42. 环形链表 II
题意： 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。
为了表示给定链表中的环，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。
说明：不允许修改给定的链表。
解题思路
- 判断链表是否环
- 如果有环，如何找到这个环的入口
判断链表是否有环
可以使用快慢指针法，分别定义 fast 和 slow 指针，从头结点出发，fast指针每次移动两个节点，slow指针每次移动一个节点，如果 fast 和 slow指针在途中相遇 ，说明这个链表有环。
为什么fast 走两个节点，slow走一个节点，有环的话，一定会在环内相遇呢，而不是永远的错开呢
首先第一点：fast指针一定先进入环中，如果fast指针和slow指针相遇的话，一定是在环中相遇，这是毋庸置疑的。
那么来看一下，为什么fast指针和slow指针一定会相遇呢？
可以画一个环，然后让 fast指针在任意一个节点开始追赶slow指针。
会发现最终都是这种情况， 如下图：
fast和slow各自再走一步， fast和slow就相遇了
这是因为fast是走两步，slow是走一步，其实相对于slow来说，fast是一个节点一个节点的靠近slow的，所以fast一定可以和slow重合。
动画如下：
如果有环，如何找到这个环的入口
此时已经可以判断链表是否有环了，那么接下来要找这个环的入口了。
假设从头结点到环形入口节点 的节点数为x。 环形入口节点到 fast指针与slow指针相遇节点 节点数为y。 从相遇节点 再到环形入口节点节点数为 z。 如图所示：
那么相遇时： slow指针走过的节点数为: x + y， fast指针走过的节点数：x + y + n (y + z)，n为fast指针在环内走了n圈才遇到slow指针， （y+z）为 一圈内节点的个数A。
因为fast指针是一步走两个节点，slow指针一步走一个节点， 所以 fast指针走过的节点数 = slow指针走过的节点数 * 2：
(x + y) * 2 = x + y + n (y + z)
两边消掉一个（x+y）: x + y = n (y + z)
因为要找环形的入口，那么要求的是x，因为x表示 头结点到 环形入口节点的的距离。
所以要求x ，将x单独放在左面：x = n (y + z) - y ,
再从n(y+z)中提出一个 （y+z）来，整理公式之后为如下公式：x = (n - 1) (y + z) + z 注意这里n一定是大于等于1的，因为 fast指针至少要多走一圈才能相遇slow指针。
这个公式说明什么呢？
先拿n为1的情况来举例，意味着fast指针在环形里转了一圈之后，就遇到了 slow指针了。
当 n为1的时候，公式就化解为 x = z，
这就意味着，从头结点出发一个指针，从相遇节点 也出发一个指针，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。
也就是在相遇节点处，定义一个指针index1，在头结点处定一个指针index2。
让index1和index2同时移动，每次移动一个节点， 那么他们相遇的地方就是 环形入口的节点。
动画如下：
那么 n如果大于1是什么情况呢，就是fast指针在环形转n圈之后才遇到 slow指针。
其实这种情况和n为1的时候 效果是一样的，一样可以通过这个方法找到 环形的入口节点，只不过，index1 指针在环里 多转了(n-1)圈，然后再遇到index2，相遇点依然是环形的入口节点。
遇到的问题
感觉思路还是挺难想的。
实现代码
public class Solution {
public ListNode detectCycle(ListNode head) {
ListNode fast=head;
ListNode slow=head;
while(fast!=null &&fast.next!=null){
fast=fast.next.next;
slow=slow.next;
if(fast==slow){
//有环
ListNode index1=fast;
ListNode index2=head;
//两个指针，从头结点和相遇结点，各走一步，直到相遇，相遇点即为环入口
while(index1!=index2){
index1=index1.next;
index2=index2.next;
}
return index1;
}
}
return null;
}
}题目总结
明白整个逻辑之后，代码书写比较顺利。但是数学公式的推导，思考过程比较复杂。
今日心得
终于结束了链表的学习，接下来继续努力辣~感觉链表这个部分，小细节需要注意的点还有一些思考方法还是蛮复杂的，需要多练练~
