代码随想录算法训练营第三天 | 链表

今日链表，有点意思

LeetCode 203.移除链表元素
LeetCode 707.设计链表
LeetCode 206.反转链表

链表节点的定义

包含：节点上存储的元素、下一个节点对象的地址（双链表还包含上一个节点对象的地址）

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; }
}

备注：java 有自己的内存回收机制，不需要手动释放内存

移除链表元素

 
虚拟头节点

链表的其他节点都是通过前一个节点来移除当前节点，但是头节点没有前一个节点。
因此 new 一个虚拟头节点，指向真实的头节点。相当于整体后移一位。

// 这里 dummyHead 的 val值是几无所谓
ListNode dummyHead = new ListNode(-1, head);

最后记得 return dummyHead.next;

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设计链表

 
在链表类中实现这些功能：

• get(index)：获取链表中第 index 个节点的值。如果索引无效，则返回-1。
• addAtHead(val)：在链表的第一个元素之前添加一个值为 val 的节点。插入后，新节点将成为链表的第一个节点。
• addAtTail(val)：将值为 val 的节点追加到链表的最后一个元素。
• addAtIndex(index,val)：在链表中的第 index 个节点之前添加值为 val 的节点。如果 index 等于链表的长度，则该节点将附加到链表的末尾。如果 index 大于链表长度，则不会插入节点。如果index小于0，则在头部插入节点。
• deleteAtIndex(index)：如果索引 index 有效，则删除链表中的第 index 个节点。

// 使用虚拟头节点
head = new ListNode(0); // 0 无所谓，就是一个初始val值

get(index)

获取链表中第 index 个节点的值，输入参数为 index ，但实际链表中额外增加了一个虚拟头节点，因此我们需要获取到实际链表中的第 index + 1 个节点的值。

    public int get(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            return -1;
        }
        ListNode cur = head;
        for (int i = 0; i <= index; i++) {
            cur = cur.next;
        }
        return cur.val;
    }

addAtHead(val)

将一个值为 val 的节点插入到链表中第一个元素之前。在插入完成后，新节点会成为链表的第一个节点。
此处更加体现出了使用虚拟头节点的好处，如果没有使用虚拟头节点，我们需要分开考虑链表中没有元素、链表中有元素两种情况。而添加了虚拟头节点，只需要按有元素处理即可，不用担心 head.next 出现 null.next 的问题。

    public void addAtHead(int val) {
        ListNode newNode = new ListNode(val);
        newNode.next = head.next;
        head.next = newNode;
        size++;
    }

addAtTail(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。
同样，因为添加了虚拟头节点，链表中最开始多了一个节点。因此当我们想要获得链表中最后一个元素时，判断条件是 pre.next != null 而不是 pre != null。

    public void addAtTail(int val) {
        ListNode newNode = new ListNode(val);
        ListNode pre = head;
        while (pre.next != null) {
            pre = pre.next;
        }
        pre.next = newNode;
        size++;
    }

addAtIndex(index,val)

没啥问题，注意异常边界条件判断，注意 pre 前一个节点的获取。

    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if (index > size) { // 题目说明 index = size 是合理的
            return;
        }
        if (index < 0) {
            index = 0;
        }
        size++;
        ListNode pre = head;  // 要插入的前一个节点
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pre = pre.next;
        }
        ListNode newNode = new ListNode(val);
        newNode.next = pre.next;
        pre.next = newNode;
    }

deleteAtIndex(index)

如果索引 index 有效，则删除链表中的第 index 个节点。
答案额外给了 index == 0 的判断，省时，但没有也可，下面的代码包含了对 index == 0 的判断。

    public void deleteAtIndex(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) return;

        size--;
        
        // if (index == 0) {
        //     head = head.next;
        //     return;  
        // }         
              
        ListNode pre = head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pre = pre.next;
        }
        pre.next = pre.next.next;    
    }

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翻转链表

相邻双指针，一前一后，你走一步我走一步，将指针翻转。
注意 pre 指针要从 null 开始，因为翻转过来最后一个节点的没有节点可以指向，指向的就是 null 。注意 pre 、cur、temp 的指向关系不要搞混。

class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        // if (head == null) return;
        ListNode cur = head;
        ListNode pre = null;  // 需要从null 开始，最后一个node指向的就是null
        
        while (cur != null) {
            ListNode temp = cur.next;
            cur.next = pre;
            pre = cur;   // 不要搞反
            cur = temp;  // 不要搞反
        }
        return pre;
    }
}

递归也很香 ~

class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        return reverse(null, head);

    }

    public ListNode reverse(ListNode pre, ListNode cur) {
        if (cur == null) {
            return pre;
        }
        ListNode temp = cur.next;
        cur.next = pre;
        return reverse(cur, temp);
    }
}

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今日总结

今天很快乐。