python coding with ChatGPT 打卡第4天| 链表其他操作：两两交换、删除倒数第N个节点 链表相交 环形链表

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两两交换链表中的节点

Key Points

1. 哨兵节点：在链表头部创建一个哨兵节点，它的 next 指针指向链表的头节点。这可以帮助简化边界情况的处理。不用单独考虑处理节点为头节点的特殊情况
2. 指针位置：指针必须在两个节点的前一个节点，才能处理这三个节点

视频讲解

帮你把链表细节学清楚

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24. 两两交换链表中的节点

重点分析

最后一步 pre = first_node 也可以写作 pre = pre.next.next

删除链表的倒数第N个节点

Key Points

1. 如果删除第n个节点，需要将指针定位到（n-1）的位置

视频讲解

链表遍历学清楚

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19. 删除链表的倒数第N个节点

重点分析

def removeNthFromEnd(head, n):

    # 创建一个虚拟节点，并将其下一个指针设置为链表的头部
    dummy_head = ListNode(0, head)
    
    # 创建两个指针，慢指针和快指针，并将它们初始化为虚拟节点
    slow = fast = dummy_head
    
    # 快指针比慢指针快 n+1 步
    for _ in range(n+1):
        fast = fast.next
        
    # 移动两个指针，直到快速指针到达链表的末尾
    while fast:
        slow = slow.next
        fast = fast.next

    # 通过更新第 (n-1) 个节点的 next 指针删除第 n 个节点
    slow.next = slow.next.next

    return dummy_head.next

链表相交

Key Points

在两个链表上交替遍历，可以消除两个链表长度的差异。如果两个链表相交，不管它们的长度如何，两个指针总会在第二轮遍历中在相交点相遇。

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160. 链表相交

重点分析

环形链表 II

Key Points

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：

在推理过程中，大家可能有一个疑问就是：为什么第一次在环中相遇，slow的 步数 是 x+y 而不是 x + 若干环的长度 + y 呢？

首先slow进环的时候，fast一定是先进环来了。

如果slow进环入口，fast也在环入口，那么把这个环展开成直线，就是如下图的样子：

也就是说slow一定没有走到环入口3，而fast已经到环入口3了。

这说明什么呢？

在slow开始走的那一环已经和fast相遇了。

那有同学又说了，为什么fast不能跳过去呢？ 在刚刚已经说过一次了，fast相对于slow是一次移动一个节点，所以不可能跳过去。

视频讲解

把环形链表讲清楚

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142. 环形链表II

重点分析

def detectCycle(head):

    fast = head
    slow = head
		
		# 检测环的存在
    while fast and fast.next:
        fast = fast.next.next
        slow = slow.next
        if fast == slow:
            break
    else:
        return None
        
		# 找到环的入口
    index1 = head
    index2 = fast
    while index1 != index2:
        index1 = index1.next
        index2 = index2.next

    return index1

# 方法二 集合法
def detectCycle(head):
    curr = head
    visited = set()
    while curr:
        if curr in visited:
            return curr
        else:
            visited.add(curr)
            curr = curr.next
    return None