代码随想录训练营第三天 | 203. 移除链表元素、 707. 设计链表、206.反转链表

LeetCode 203. 移除链表元素

解题思路

        移除链表元素主要是让节点next指针直接指向下 下一个节点就可以了，这边需要注意的是如果是头结点，直接向后移动一位就可以了。

        如果直接在原来的链表上进行操作，就需要对头节点和中间节点分开讨论，所以一般会选择设置一个虚拟头节点。这样便于操作

注意事项：

1. cur 指向的永远是符合条件的指针，我们需要对cur->next 进行讨论；
2. 如果cur->next 中的val值 等于 指定值 和不等于指定值 所执行的操作是不一样的；

代码解析

/**
 * 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, head);
        ListNode *cur = dummyHead;
        
        while(cur->next !=nullptr)
        {
            if(cur->next->val == val)
            {    
                // 注意此时cur->next的节点变了 还需要继续判断
                cur->next = cur->next->next;
            }
            
            else
            {
                cur = cur->next;
            }
        }

        return dummyHead->next;
    

    }
};

LeetCode 707. 设计链表

解题思路

        为了方便增加、删除节点，我们需要定义一个虚拟头结点。同时注意到几个函数和序号有关，可以定义一个记录链表长度的变量，另外注意的是链表的序号从0开始。

 int get(int index): 获取链表中下标为index 的节点的值。如果下标无效，返回-1：

• 下标无效的情况分为：index < 0 或者 index >_size-1（因为_size长度的链表最大序号为_size -1）;
• 获取下标为index 节点的值，需要考虑好指针移动的次数（确保移动到index的节点处）。

void addAtIndex(int index, int val): 将一个值为val的节点插入到链表中下标为index的节点之前

void deleteAtIndex(int index): 如果下标有效，删除链表中下标为index 的节点

• 下标有效：在[0, _size-1]之间；
• 删除操作和删除链表元素原理相似，注意移动到前一个节点的位置即可。
• 链表长度需要减1； 

        这边归纳链表移动的规律：

         假设每次移动都从头结点开始，移动n次（假设链表长度远远大于n），此时节点移动到链表第 n+1 个节点的位置。

        注意本文中链表的序号从0开始。因此，下标为index 的节点其实是链表中第index +1 的节点，移动到该节点需要走index步；

        而无论是增加节点或者删除节点，只需要移动到其前一个节点即可，所以可以从虚拟头结点出发。

void addAtHead(int val): 将一个值为val的节点插入到链表中作为第一个元素

•  比较简单，直接修改dummyHead的next 即可； 
•  链表长度需要加1；

void addAtTail(int val): 将一个值为val的节点追加到链表中作为链表的最后一个元素

• 移动节点到空节点的前一个位置，直接添加；
• 链表长度需要减1；

代码解析

class MyLinkedList {
public:
    // 定义链表节点结构体
    struct LinkedNode {
        int val;
        LinkedNode* next;
        LinkedNode(int val):val(val), next(nullptr){}
    };

    // 初始化链表
    MyLinkedList() {
        _dummyHead = new LinkedNode(0); // 这里定义的头结点 是一个虚拟头结点，而不是真正的链表头结点
        _size = 0;
    }

    // 获取到第index个节点数值，如果index是非法数值直接返回-1， 注意index是从0开始的，第0个节点就是头结点
    int get(int index) {
        if (index > (_size - 1) || index < 0) {
            return -1;
        }
        LinkedNode* cur = _dummyHead->next;
        while(index--){ // 如果--index 就会陷入死循环
            cur = cur->next;
        }
        return cur->val;
    }

    // 在链表最前面插入一个节点，插入完成后，新插入的节点为链表的新的头结点
    void addAtHead(int val) {
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        newNode->next = _dummyHead->next;
        _dummyHead->next = newNode;
        _size++;
    }

    // 在链表最后面添加一个节点
    void addAtTail(int val) {
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(cur->next != nullptr){
            cur = cur->next;
        }
        cur->next = newNode;
        _size++;
    }

    // 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
    // 如果index小于0，则在头部插入节点
    void addAtIndex(int index, int val) {

        if(index > _size) return;
        if(index < 0) index = 0;        
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(index--) {
            cur = cur->next;
        }
        newNode->next = cur->next;
        cur->next = newNode;
        _size++;
    }

    // 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
    void deleteAtIndex(int index) {
        if (index >= _size || index < 0) {
            return;
        }
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(index--) {
            cur = cur ->next;
        }
        LinkedNode* tmp = cur->next;
        cur->next = cur->next->next;
        delete tmp;
        //delete命令指示释放了tmp指针原本所指的那部分内存，
        //被delete后的指针tmp的值（地址）并非就是NULL，而是随机值。也就是被delete后，
        //如果不再加上一句tmp=nullptr,tmp会成为乱指的野指针
        //如果之后的程序不小心使用了tmp，会指向难以预想的内存空间
        tmp=nullptr;
        _size--;
    }

    // 打印链表
    void printLinkedList() {
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while (cur->next != nullptr) {
            cout << cur->next->val << " ";
            cur = cur->next;
        }
        cout << endl;
    }
private:
    int _size;
    LinkedNode* _dummyHead;

};

LeetCode 206. 反转链表

解题思路

        主要使用双指针法，其中cur指向更新前的链表，pre 指向更新后的链表。核心在于将cur当前指向的节点 加到pre中，然后更新pre的值； 同时将cur下一节点付给cur；

代码解析

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode* temp; // 保存cur的下一个节点
        ListNode* cur = head;
        ListNode* pre = NULL;
        while(cur) {
            temp = cur->next;  // 保存一下 cur的下一个节点，因为接下来要改变cur->next
            cur->next = pre; // 翻转操作
            // 更新pre 和 cur指针
            pre = cur;
            cur = temp;
        }
        return pre;
    }
};