经典数据结构题目解析

链表

1.删除单链表的重复节点

遍历法

class Solution {
public:
    ListNode* removeDuplicateNodes(ListNode* head) {
        //先检查头节点是否为空，快速判断
        if (head == NULL) {
            return NULL;
        }  
        ListNode *current = head;
        //循环遍历检查每一个元素，如果有相同元素则去掉
        while (current) {
            ListNode *p = current;
            while (p->next) {
                if (p->next->val == current->val) {
                    ListNode *toDelete = p->next;
                    p->next = p->next->next;
                    delete toDelete; // 释放内存
                } else {
                    p = p->next;
                }
            }
            current = current->next;
        }
        return head;
    }
};

数组法：用一个数组指示，数组初始为0，一次遍历元素的值，出现就将数组对应值置1

2. 如何找出链表的倒数第K个元素

快慢指针法：快指针比慢指针快K个元素，当快指针指向末尾NULL时，此时慢指针指向倒数第K个元素。

class Solution {
public:
    //快慢指针：空间换时间
    ListNode* trainingPlan(ListNode* head, int cnt) {
        ListNode* fast=head;
        ListNode* slow=head;
        while(cnt--)
        {
            fast=fast->next;
        }
        while (fast)
        {
            fast=fast->next;
            slow=slow->next;
        }
        return slow;
    }
};

 3. 如何找出链表的中间节点

双指针：快指针走两步，满指针走一步

class Solution {
public:
    //双指针法
    ListNode* middleNode(ListNode* head) {
        ListNode* fast=head;
        ListNode* slow=head;
        while((fast!=NULL)&&(fast->next!=NULL))
        {
            fast=fast->next->next;
            slow=slow->next;
        }
        return slow;
    }
};

4. 反转链表

反转是逐个反转，例如反转1，2，3，4，5

先变成2，1，3，4，5

再3，2，1，4，5

依次直至最终反转

class Solution {
public:
    //递归实现反转链表
    ListNode* trainningPlan(ListNode* head) {
        if(head==NULL || head->next==NULL){
            return head;
        }
        else
        {
            struct ListNode* mid=head;
            struct ListNode* lateer=mid->next;
            head =trainningPlan(lateer);
            lateer->next=mid;
            mid->next=NULL;
            return head;
        }
    }
};

5.环形链表  

快慢指针：总会相遇，一个两部一个一步

class Solution {
public:
    //快慢指针，追到就是了
    bool hasCycle(ListNode *head) {
        ListNode *fast=head;
        ListNode *slow=head;
        while((fast!=NULL)&&(fast->next!=NULL))
        {
            fast=fast->next->next;
            slow=slow->next;
            if(fast==slow)
                return true;
        }
        return false;
    }
};

6. 单链表相交，如何求交点

移动相同的距离即是交点

class Solution {
public:
    //这不是判断是否相交，比较简单，判断交点则AD+BD+DC
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
        ListNode *p=headA;
        ListNode *q=headB;
        while(p!=q)
        {
            if(p!=NULL)
                p=p->next;
            else
                p=headB;

            if(q!=NULL)
                q=q->next;
            else
                q=headA;   
        }
        return q;
    }
};

7. 回文链表

找链表中间位置。将后半链表反转，依次和链表前一部分比较，看是否一致。

class Solution {
public:
    bool isPalindrome(ListNode* head) {
        if (head == NULL) return true;
        
        // 找到链表的中间节点
        ListNode* fast = head;
        ListNode* slow = head;
        while (fast != NULL && fast->next != NULL) {
            fast = fast->next->next;
            slow = slow->next;
        }
        
        // 反转链表的后半部分
        ListNode* mid = slow;
        ListNode* prev = NULL;
        while (mid != NULL) {
            ListNode* nextTemp = mid->next;
            mid->next = prev;
            prev = mid;
            mid = nextTemp;
        }
        
        // 将slow指向反转后链表的头节点
        slow = prev;
        
        // 比较前半部分和反转后的后半部分是否相同
        fast = head;
        while (slow != NULL) {
            if (fast->val != slow->val) {
                return false;
            }
            fast = fast->next;
            slow = slow->next;
        }
        return true;
    }
};

8. 算法实现两个有序链表的合并

递归实现，返回两个链表最小值，

class Solution {
public:
    ListNode* mergeTwoLists(ListNode* list1, ListNode* list2) {
        if(list1==NULL)
            return list2;
        if(list2==NULL)
            return list1;
        if(list1->valval)
        {
            list1->next= mergeTwoLists(list1->next,list2);
            return list1;
        }
        else
        {
            list2->next=mergeTwoLists(list1,list2->next);
            return list2;
        }
    }
};

树

树代码的核心操作在于递归

1.求二叉树的深度

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int calculateDepth(TreeNode* root) {
        if(root ==NULL)
        {
            return 0;
        }
        int Lenleft=calculateDepth(root->left);
        int lenright=calculateDepth(root->right);
        return Lenleft>lenright?Lenleft+1:lenright+1;
    }
};

2.如何判断二叉树是否相等

class Solution {
public:
    //用某种遍历方法，存储成数组，遍历一棵树后，看数组是否相等
    void preOrder(struct TreeNode *root,int *arr,int *i)
    {
        //用指针变量指示数组值的位置
        (*i)++;
        if(root==NULL)
        {
            *(arr+*i)=0;
            return;
        }
        *(arr+*i)=root->val; 
        preOrder(root->left,arr,i);
        preOrder(root->right,arr,i);
    }
    //前序遍历得到数组，再判断数组是否相等
    bool isSameTree(TreeNode* p, TreeNode* q) {
        int i,j;
        int arr1[1000],arr2[1000];
        memset(arr1,0,1000*sizeof(int));
        memset(arr2,0,1000*sizeof(int));
        if((p==NULL)&&(q==NULL))
            return 1;
        if((p==NULL)||(q==NULL))
            return 0;
        j=i=0;
        preOrder(p,arr1,&i);
        preOrder(q,arr2,&j);
        for(i=0;i<1000;i++)
        {
            if(arr1[i]!=arr2[i])
            {
                return 0;
            }
        }
        return 1;
    }
};

3. 判断二叉树是否是平衡二叉树

挨个判断每个节点是否平衡，核心就是递归；

class Solution 
{
public:
    int deptmax(TreeNode* root)
    {
        if(root==NULL)
        {
            return 0;
        }
        int leftdept=deptmax(root->left);
        int rightdept=deptmax(root->right);
        return leftdept>rightdept?leftdept+1:rightdept+1;
    }
    
    //判断每一个节点的左右子树的深度，如何减少复杂度,实则判断meiyih
    bool isBalanced(TreeNode* root) {
        if(root==NULL)
        {
            return true;
        }
        int leftdept=deptmax(root->left);
        int rightdept=deptmax(root->right);
        if(abs(leftdept-rightdept)<2==false)
        {
            return false;
        }
        return abs(leftdept-rightdept)<2&&isBalanced(root->left)&&isBalanced(root->right);
    }
};

 数组

最大子序和

动态规划小问题，值得一看

class Solution {
public:
    int maxSubArray(vector& nums) {
       int pre=0,maxans=nums[0];
       for(const auto &x:nums)
       {
        pre =max(pre+x,x);
        maxans=max(maxans,pre);
       } 
       return maxans;
    }
};

挨个判断将新元素加入子序列的影响。