目录
- 141. 环形链表
- 2. 两数相加
- 21. 合并两个有序链表
- 138. 随机链表复制
- 92. 反转链表Ⅱ
- 25. K个一组翻转链表
- 19. 删除链表的倒数第N个结点
- 82. 删除排序链表中的重复元素Ⅱ
- 61. 旋转链表
- 86. 分隔链表
- 146. LRU缓存
141. 环形链表
LeetCode_link
给你一个链表的头节点 head
,判断链表中是否有环。
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)。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。
如果链表中存在环 ,则返回 true
。 否则,返回 false
。
示例 1:
输入:head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出:true
解释:链表中有一个环,其尾部连接到第二个节点。
示例 2:
输入:head = [1,2], pos = 0
输出:true
解释:链表中有一个环,其尾部连接到第一个节点。
示例 3:
输入:head = [1], pos = -1
输出:false
解释:链表中没有环。
提示:
链表中节点的数目范围是 [0, 10^4]
-10^5 <= Node.val <= 10^5
pos
为 -1
或者链表中的一个 有效索引 。
思路:一个指针的前进为1格,一个为两格,如果两格追上了一个格,就是有环;否则就是没有。
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
* };
*/
class Solution {
public:
bool hasCycle(ListNode *head) {
ListNode* l1 = head;
ListNode* l2 = head;
while(l2 != NULL && l2->next != NULL){
l1 = l1->next;
l2 = l2->next->next;
if(l1 == l2) return true;
}
return false;
}
};
2. 两数相加
LeetCode_link
给你两个 非空 的链表,表示两个非负的整数。它们每位数字都是按照 逆序 的方式存储的,并且每个节点只能存储 一位 数字。
请你将两个数相加,并以相同形式返回一个表示和的链表。
你可以假设除了数字 0 之外,这两个数都不会以 0 开头。
示例 1:
输入:l1 = [2,4,3], l2 = [5,6,4]
输出:[7,0,8]
解释:342 + 465 = 807.
示例 2:
输入:l1 = [0], l2 = [0]
输出:[0]
示例 3:
输入:l1 = [9,9,9,9,9,9,9], l2 = [9,9,9,9]
输出:[8,9,9,9,0,0,0,1]
提示:
每个链表中的节点数在范围 [1, 100]
内
0 <= Node.val <= 9
题目数据保证列表表示的数字不含前导零
思路:答案返回的是新链表
/**
* 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* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {
ListNode *n1 = l1;
ListNode *n2 = l2;
ListNode *head = new ListNode(1, nullptr);
ListNode *run = head;
int c = 0;
while(n1 != nullptr && n2 != nullptr){
ListNode *t = new ListNode((n1->val + n2->val + c) % 10, nullptr);
run->next = t;
run = run->next;
c = (n1->val + n2->val + c) / 10;
n1 = n1->next;
n2 = n2->next;
}
while(n1 != nullptr){
ListNode *t = new ListNode((n1->val + c) % 10, nullptr);
run->next = t;
run = t;
c = (n1->val + c) / 10;
n1 = n1->next;
}
while(n2 != nullptr){
ListNode *t = new ListNode((n2->val + c) % 10, nullptr);
run->next = t;
run = t;
c = (n2->val + c) / 10;
n2 = n2->next;
}
if(c == 1){
ListNode *t = new ListNode(1, nullptr);
run->next = t;
}
return head->next;
}
};
21. 合并两个有序链表
LeetCode_link
将两个升序链表合并为一个新的 升序 链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。
示例 1:
输入:l1 = [1,2,4], l2 = [1,3,4]
输出:[1,1,2,3,4,4]
示例 2:
输入:l1 = [], l2 = []
输出:[]
示例 3:
输入:l1 = [], l2 = [0]
输出:[0]
提示:
两个链表的节点数目范围是 [0, 50]
-100 <= Node.val <= 100
l1
和 l2
均按 非递减顺序 排列
思路:答案返回的是新链表
/**
* 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* mergeTwoLists(ListNode* list1, ListNode* list2) {
ListNode *head = new ListNode();
ListNode *end = head;
while(list1 != nullptr && list2 != nullptr){
if(list1->val <= list2->val){
end->next = list1;
list1 = list1->next;
}else{
end->next = list2;
list2 = list2->next;
}
end = end->next;
}
if(list1 != nullptr){
end -> next = list1;
}
if(list2 != nullptr){
end -> next = list2;
}
return head->next;
}
};
138. 随机链表复制
LeetCode_link
给你一个长度为 n
的链表,每个节点包含一个额外增加的随机指针 random
,该指针可以指向链表中的任何节点或空节点。
构造这个链表的 深拷贝。 深拷贝应该正好由 n
个 全新 节点组成,其中每个新节点的值都设为其对应的原节点的值。新节点的 next
指针和 random
指针也都应指向复制链表中的新节点,并使原链表和复制链表中的这些指针能够表示相同的链表状态。复制链表中的指针都不应指向原链表中的节点 。
例如,如果原链表中有 X
和 Y
两个节点,其中 X.random --> Y
。那么在复制链表中对应的两个节点 x
和 y
,同样有 x.random --> y
。
返回复制链表的头节点。
用一个由 n
个节点组成的链表来表示输入/输出中的链表。每个节点用一个 [val, random_index]
表示:
val
:一个表示 Node.val 的整数。random_index
:随机指针指向的节点索引(范围从0
到n-1
);如果不指向任何节点,则为null
。
你的代码 只 接受原链表的头节点 head
作为传入参数。
示例 1:
输入:head = [[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]
输出:[[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]
示例 2:
输入:head = [[1,1],[2,1]]
输出:[[1,1],[2,1]]
示例 3:
输入:head = [[3,null],[3,0],[3,null]]
输出:[[3,null],[3,0],[3,null]]
提示:
0 <= n <= 1000
-10^4 <= Node.val <= 10^4
Node.random
为 null
或指向链表中的节点。
思路:用哈希表在给随机指针赋值的时候快速找到老节点对应的新节点。
/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
int val;
Node* next;
Node* random;
Node(int _val) {
val = _val;
next = NULL;
random = NULL;
}
};
*/
class Solution {
private:
unordered_map<Node*, Node*> hash;
public:
Node* copyRandomList(Node* head) {
Node *n1 = head;
Node *creat = new Node(0);
Node *n2 = creat;
while(n1 != NULL){
Node *temp = new Node(n1->val);
n2->next = temp;
hash[n1] = temp;
n2 = n2->next;
n1 = n1->next;
}
n2->next = NULL;
n2 = creat->next;
n1 = head;
while(n1 != NULL){
n2->random = hash[n1->random];
n1 = n1->next;
n2 = n2->next;
}
return creat->next;
}
};
92. 反转链表Ⅱ
LeetCode_link
给你单链表的头指针 head
和两个整数 left
和 right
,其中 left <= right
。请你反转从位置 left
到位置 right
的链表节点,返回 反转后的链表 。
示例 1:
输入:head = [1,2,3,4,5], left = 2, right = 4
输出:[1,4,3,2,5]
示例 2:
输入:head = [5], left = 1, right = 1
输出:[5]
提示:
链表中节点数目为 n
1 <= n <= 500
-500 <= Node.val <= 500
1 <= left <= right <= n
思路:头插法生成一个新的串,然后头尾接上
/**
* 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* reverseBetween(ListNode* head, int left, int right) {
int count = 1;
ListNode *n = head;
ListNode *end, *start, *left_pre;
while(count <= right){
if(left > 1 && count == left - 1){
left_pre = n;
}else if(count == left){
ListNode *temp = new ListNode(n->val, nullptr);
start = temp;
end = temp;
}else if(count > left){
ListNode *temp = new ListNode(n->val, start);
start = temp;
}
n = n->next;
count ++;
}
if(left == 1){
head = start;
}else{
left_pre->next = start;
}
end->next = n;
return head;
}
};
25. K个一组翻转链表
LeetCode_link
给你链表的头节点 head
,每 k
个节点一组进行翻转,请你返回修改后的链表。
k
是一个正整数,它的值小于或等于链表的长度。如果节点总数不是 k
的整数倍,那么请将最后剩余的节点保持原有顺序。
你不能只是单纯的改变节点内部的值,而是需要实际进行节点交换。
示例 1:
输入:head = [1,2,3,4,5], k = 2
输出:[2,1,4,3,5]
示例 2:
输入:head = [1,2,3,4,5], k = 3
输出:[3,2,1,4,5]
提示:
链表中的节点数目为 n
1 <= k <= n <= 5000
0 <= Node.val <= 1000
思路:
/**
* 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* reverseKGroup(ListNode* head, int k) {
ListNode *pre = nullptr, *right = head, *first;
ListNode *start = nullptr, *end = nullptr;
while(right != nullptr){
vector<ListNode*> rec = reverse(right, k);
start = rec[0], end = rec[1], right = rec[2];
if(start == nullptr && end == nullptr) break;
if(pre == nullptr){
head = start;
pre = end;
}else{
pre->next = start;
pre = end;
}
first = right;
}
pre->next = first;
return head;
}
vector<ListNode*> reverse(ListNode* right, int k){
if(right == nullptr) return {nullptr, nullptr, nullptr};
ListNode *start, *end;
for(int i = 0; i < k; i++){
ListNode *temp = new ListNode(right->val);
if(i == 0){
end = temp;
start = temp;
}else{
temp -> next = start;
start = temp;
}
right = right -> next;
if(right == nullptr && i < k-1) return{nullptr,nullptr,right};
}
return {start, end, right};
}
};
19. 删除链表的倒数第N个结点
LeetCode_link
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]
示例 2:
输入:head = [1], n = 1
输出:[]
示例 3:
输入:head = [1,2], n = 1
输出:[1]
提示:
链表中结点的数目为 sz
1 <= sz <= 30
0 <= Node.val <= 100
1 <= n <= sz
思路:让一个指针先走K步,然后前指针后指针同时往后走,当前指针走到结尾了,后指针就指向了应该删除的位置。
/**
* 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* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
ListNode *front = head, *back = head, *pre = head;
while(n > 1){
front = front->next;
if(front == nullptr) return nullptr;
n--;
}
if(front->next == nullptr){
head = head->next;
return head;
}
while(front->next!=nullptr){
if(back != head) pre = pre->next;
front = front->next;
back = back->next;
}
pre->next = back->next;
return head;
}
};
82. 删除排序链表中的重复元素Ⅱ
LeetCode_link
给定一个已排序的链表的头 head , 删除原始链表中所有重复数字的节点,只留下不同的数字 。返回 已排序的链表 。
示例 1:
输入:head = [1,2,3,3,4,4,5]
输出:[1,2,5]
示例 2:
输入:head = [1,1,1,2,3]
输出:[2,3]
提示:
链表中节点数目在范围 [0, 300]
内
-100 <= Node.val <= 100
题目数据保证链表已经按升序 排列
思路:
/**
* 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* deleteDuplicates(ListNode* head) {
if(head == nullptr) return nullptr;
ListNode *start = head, *end = head ,*pre = head;
int num = head->val;
while(end->next != nullptr){
while(end->next != nullptr && end->next->val == num){
end = end->next;
}
if(start == end){
pre = end;
}else{
if(start == head){
head = end->next;
}else{
pre->next = end->next;
}
}
if(end->next != nullptr){
start = end->next;
end = end->next;
num = start->val;
}
}
return head;
}
};
61. 旋转链表
LeetCode_link
给你一个链表的头节点 head
,旋转链表,将链表每个节点向右移动 k
个位置。
示例 1:
输入:head = [1,2,3,4,5], k = 2
输出:[4,5,1,2,3]
示例 2:
输入:head = [0,1,2], k = 4
输出:[2,0,1]
提示:
链表中节点的数目在范围 [0, 500]
内
-100 <= Node.val <= 100
0 <= k <= 2 * 10^9
思路:1、统计链表的长度;2、计算需要移动的位置,按照链表长度取余;3、用前后指针指向前半部分的尾和后半部分的尾,back指针
和front指针
分别指向图中位置;4、断开重新连接
/**
* 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* rotateRight(ListNode* head, int k) {
if(head == nullptr) return nullptr;
ListNode *front = head, *back = head;
int n = 0;
//统计链表的长度
while(front != nullptr){
n++;
front = front->next;
}
//计算需要移动的位置,按照链表长度取余
n = k % n;
//用前后指针指向前半部分的尾和后半部分的尾
front = head;
while(n--){
front = front->next;
}
while(front->next != nullptr){
front = front->next;
back = back->next;
}
//重新连接
front->next = head;
head = back->next;
back->next = nullptr;
return head;
}
};
86. 分隔链表
LeetCode_link
给你一个链表的头节点 head
和一个特定值 x
,请你对链表进行分隔,使得所有 小于 x
的节点都出现在 大于或等于 x
的节点之前。
你应当 保留 两个分区中每个节点的初始相对位置。
示例 1:
输入:head = [1,4,3,2,5,2], x = 3
输出:[1,2,2,4,3,5]
示例 2:
输入:head = [2,1], x = 2
输出:[1,2]
提示:
链表中节点的数目在范围 [0, 200]
内
-100 <= Node.val <= 100
-200 <= x <= 200
思路:把链表拆成两个链表,一个放小于的,一个放大于等于的,因为要保持相对位置,所以需要尾插法,最后再连上即可。
/**
* 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* partition(ListNode* head, int x) {
ListNode *head1 = new ListNode(), *end1 = head1;
ListNode *head2 = new ListNode(), *end2 = head2;
while(head != nullptr){
if(head->val < x){
end1->next = head;
head = head->next;
end1 = end1->next;
end1->next = nullptr;
}else{
end2->next = head;
head = head->next;
end2 = end2->next;
end2->next = nullptr;
}
}
end1->next = head2->next;
return head1->next;
}
};
146. LRU缓存
LeetCode_link
请你设计并实现一个满足 LRU (最近最少使用) 缓存 约束的数据结构。
实现 LRUCache
类:
LRUCache(int capacity)
以 正整数 作为容量capacity
初始化 LRU 缓存int get(int key)
如果关键字key
存在于缓存中,则返回关键字的值,否则返回-1
。void put(int key, int value)
如果关键字key
已经存在,则变更其数据值value
;如果不存在,则向缓存中插入该组key-value
。如果插入操作导致关键字数量超过capacity
,则应该 逐出 最久未使用的关键字。
函数get
和put
必须以O(1)
的平均时间复杂度运行。
示例:
输入
["LRUCache", "put", "put", "get", "put", "get", "put", "get", "get", "get"]
[[2], [1, 1], [2, 2], [1], [3, 3], [2], [4, 4], [1], [3], [4]]
输出
[null, null, null, 1, null, -1, null, -1, 3, 4]
解释
LRUCache lRUCache = new LRUCache(2);
lRUCache.put(1, 1); // 缓存是 {1=1}
lRUCache.put(2, 2); // 缓存是 {1=1, 2=2}
lRUCache.get(1); // 返回 1
lRUCache.put(3, 3); // 该操作会使得关键字 2 作废,缓存是 {1=1, 3=3}
lRUCache.get(2); // 返回 -1 (未找到)
lRUCache.put(4, 4); // 该操作会使得关键字 1 作废,缓存是 {4=4, 3=3}
lRUCache.get(1); // 返回 -1 (未找到)
lRUCache.get(3); // 返回 3
lRUCache.get(4); // 返回 4
提示:
1 <= capacity <= 3000
0 <= key <= 10000
0 <= value <= 10^5
最多调用 2 * 10^5
次 get
和 put
思路:双向链表+哈希表,头节点value存放剩余缓存数量。
class LRUCache {
public:
struct ListNode {
int key;
int value;
ListNode *next, *last;
ListNode(int k, int v,ListNode* l, ListNode* n) : key(k), value(v), last(l), next(n) {}
};
ListNode *head, *tail;
unordered_map<int, ListNode*> hash; // key, node
LRUCache(int capacity) {
head = new ListNode(-1, capacity, nullptr, nullptr);
tail = new ListNode(-1,-1, nullptr, nullptr);
head->next = tail;
tail->last = head;
}
int get(int key) {
if(hash.find(key) == hash.end()){
return -1;
}else{
//找到le
ListNode *n = hash[key];
if(n->next == tail){
return n->value;
}else{
remove(n);
insert_tail(n);
return n->value;
}
}
return -1;
}
void put(int key, int value) {
if(hash.find(key) == hash.end()){
//没找到
if(head->value > 0){
//还有余量,直接插入就行
ListNode *temp = new ListNode(key, value, nullptr, nullptr);
hash[key] = temp;
insert_tail(temp);
head->value--;
}else{
//没有余量了
int last_key = head->next->key;
remove(head->next);
hash.erase(last_key);
ListNode *temp = new ListNode(key, value, nullptr, nullptr);
hash[key] = temp;
insert_tail(temp);
}
}else{
//找到了
ListNode *n = hash[key];
if(n->next == tail){
n->value = value;
}else{
remove(n);
insert_tail(n);
n->value = value;
}
}
}
void remove(ListNode* n){
n->last->next = n->next;
n->next->last = n->last;
}
void insert_tail(ListNode* n){
n->last = tail->last;
tail->last->next = n;
tail->last = n;
n->next = tail;
}
};
/**
* Your LRUCache object will be instantiated and called as such:
* LRUCache* obj = new LRUCache(capacity);
* int param_1 = obj->get(key);
* obj->put(key,value);
*/