算法刷题-链表

news2024/12/21 19:07:17

算法刷题-链表

203. 移除链表元素

给你一个链表的头节点 head 和一个整数 val ，请你删除链表中所有满足 Node.val == val 的节点，并返回 新的头节点 。

示例 1：

输入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6
输出：[1,2,3,4,5]

思路

建立一个虚拟头节点，指向链表的头节点，然后再遍历链表删除值为val的节点，这样比较好方便删除头节点

代码

    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        ListNode* head2 =new ListNode(0);
        head2->next=head;
        ListNode* cur=head2;
        while(cur->next!=NULL){
            if(cur->next->val==val){
                ListNode* tmp=cur->next;
                cur->next=tmp->next;
                delete tmp;
            }else{
                cur=cur->next;
            }
        }
        head=head2->next;
        delete head2;
        return head;
    }

707. 设计链表

你可以选择使用单链表或者双链表，设计并实现自己的链表。

单链表中的节点应该具备两个属性：val 和 next 。val 是当前节点的值，next 是指向下一个节点的指针/引用。

如果是双向链表，则还需要属性 prev 以指示链表中的上一个节点。假设链表中的所有节点下标从 0 开始。

实现 MyLinkedList 类：

MyLinkedList() 初始化 MyLinkedList 对象。
int get(int index) 获取链表中下标为 index 的节点的值。如果下标无效，则返回 -1 。
void addAtHead(int 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。
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。
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。如果 index 等于链表的长度，那么该节点会被追加到链表的末尾。如果 index 比长度更大，该节点将 不会插入 到链表中。
void deleteAtIndex(int index) 如果下标有效，则删除链表中下标为 index 的节点。

思路

注意野指针

代码

class MyLinkedList {
public:
    struct node {
        int val;
        node *next;

        node(int x) : val(x), next(nullptr) {}
    };

    MyLinkedList() {
        sz = 0;
        head = new node(0);
    }

    int get(int index) {
        node *cur = head->next;
        if (index < 0 || index >= sz) return -1;
        while (index--) cur = cur->next;
        return cur->val;
    }

    void addAtHead(int val) {
        addAtIndex(0, val);
    }

    void addAtTail(int val) {
        addAtIndex(sz, val);
    }

    void addAtIndex(int index, int val) {
        if (index > sz)return;
        if (index < 0) index = 0;
        node *cur = head;
        while (index-- > 0) cur = cur->next;
        node *tmp = new node(val);
        tmp->next = cur->next;
        cur->next = tmp;
        sz++;
    }

    void deleteAtIndex(int index) {
        if (index < 0 || index >= sz)return;
        node *cur = head;
        while (index--) cur = cur->next;
        node *tmp = cur->next;
        cur->next = tmp->next;
        delete tmp;
        tmp = nullptr;//防止野指针
        sz--;
    }

private:
    int sz;
    node *head;
};

206. 反转链表

给你单链表的头节点 head ，请你反转链表，并返回反转后的链表。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[5,4,3,2,1]

思路

让每个节点指向前面的节点即可

代码

    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode* right;
        ListNode* cur=head;
        ListNode* pre=nullptr;
        while(cur){
            right=cur->next;
            cur->next=pre;
            pre=cur;
            cur=right;
        }
        return  pre;
    }

24. 两两交换链表中的节点

给你一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题（即，只能进行节点交换）。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4]
输出：[2,1,4,3]

思路

参考代码随想录中的反转步骤，还是用到虚拟头节点：

代码

    ListNode *swapPairs(ListNode *head) {
        ListNode *dummyHead = new ListNode(0);
        dummyHead->next = head;
        ListNode *cur = dummyHead;
        while (cur->next != nullptr && cur->next->next != nullptr) {
            ListNode *node1 = cur->next;
            ListNode *node2 = node1->next;
            ListNode *node3 = node2->next;
            cur->next = node2;
            node2->next = node1;
            node1->next = node3;
            cur = node1;
        }
        return dummyHead->next;
    }

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。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4,5], n = 2
输出：[1,2,3,5]

思路

双指针，让快指针先走n+1步，然后慢指针从头节点开始和快指针一起走，

当快指针走到最后的时候，此时慢指针的下一个节点就是倒数第N个节点，删除即可

代码

    ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
        ListNode* dummy =new ListNode(0);
        dummy->next=head;
        ListNode* fast= dummy;
        ListNode* slow =dummy;
        n++;
        while(n--) fast=fast->next;
        while(fast!=nullptr) fast=fast->next,slow=slow->next;
        ListNode* tmp=slow->next;
        slow->next=tmp->next;
        delete tmp;
        return dummy->next;
    }

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 。

思路

因为相交肯定是从最后一个开始香蕉

先计算两个链表的长度，然后让链表长度长的先把多出来的部分走完，再一起往前走，知道相同为止

代码

    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
        int n=0,m=0;
        ListNode *dummy=headA;
        while(dummy!=nullptr) n++,dummy=dummy->next;
        dummy=headB;
        while(dummy!=nullptr) m++,dummy=dummy->next;
        ListNode* curA=headA;
        ListNode* curB=headB;
        if(m>n) swap(curA,curB),swap(n,m);
        while(n>m) curA=curA->next,n--;
        while(curA!=nullptr){
            if(curA==curB) return curA;
            curA=curA->next,curB=curB->next;
        }
        return nullptr;
    }

142. 环形链表 II

给定一个链表的头节点 head ，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 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。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。

不允许修改 链表。

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：返回索引为 1 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

思路

代码随想录：

相遇时：

slow指针走了 $x + y$

fast指针走了 $x + y + n (y + z)$

因此： $2 (x + y) = x + y + n (y + z)$

化简得： $x = n (y + z) - y$

整理得: $x = (n - 1) (y - z) + z$

当 $n = 1$ 的时候， $x = z$

也就是说：从相遇点和头节点开始同时走，他们第一次相遇的时候就是环形的入口。

代码

    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        ListNode *fast=head;
        ListNode *slow=head;
        while(fast!=nullptr &&fast->next!=nullptr){
            slow=slow->next;
            fast=fast->next->next;
            if(slow==fast){
                ListNode *a=head;
                ListNode *b=fast;
                while(a!=b) a=a->next,b=b->next;
                return a;
            }
        }
        return nullptr;
    }