本文主要对之前学过的C++链表相关内容进行温习回顾，并以 移除链表元素 为例，进行应用。
关于链表的基础理论可见：链表理论基础
应用示例：LeetCode 203 移除链表元素
https://leetcode.cn/problems/remove-linked-list-elements/
0、例题描述如下：
1、带详细注释的可在本地IDE运行的C++链表实现如下：
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
// 定义链表的节点结构
struct ListNode
{
int val; // 节点存储的值
ListNode* next; // 指向下一个节点的指针
ListNode() :val(0), next(nullptr) {} // 默认构造函数
ListNode(int x) :val(x), next(nullptr) {} // 构造函数初始化值
ListNode(int x, ListNode* ptr) :val(x), next(ptr) {} // 构造函数初始化值和指针
};
// 定义解决问题的类
class Solution
{
public:
// 移除链表中所有值为val的节点
ListNode* removeElements(ListNode* head, int val)
{
ListNode* vhead = new ListNode(0); // 创建虚拟头节点以简化边界处理
vhead->next = head; // 将虚拟头节点指向实际的头节点
ListNode* cur = vhead; // 使用cur遍历链表
while (cur->next != nullptr) // 遍历链表直到尾部
{
if (cur->next->val == val) // 如果当前节点的下一个节点的值等于val
{
ListNode* temp = cur->next; // 临时保存需要删除的节点
cur->next = cur->next->next; // 将当前节点的指针指向下下个节点
delete temp; // 删除节点释放内存
}
else
{
cur = cur->next; // 移动到下一个节点
}
}
head = vhead->next; // 更新头节点
delete vhead; // 删除虚拟头节点
return head; // 返回新的头节点
}
};
int main()
{
// 创建测试链表 [1,2,6,3,4,5,6]
ListNode* head = new ListNode(1);
head->next = new ListNode(2);
head->next->next = new ListNode(6);
head->next->next->next = new ListNode(3);
head->next->next->next->next = new ListNode(4);
head->next->next->next->next->next = new ListNode(5);
head->next->next->next->next->next->next = new ListNode(6);
Solution solution;
int val = 6;
head = solution.removeElements(head, val); // 调用removeElements函数移除值为6的节点
// 打印新的链表
ListNode* cur = head;
while (cur != nullptr) // 遍历链表打印每个节点的值
{
cout << cur->val << " ";
cur = cur->next;
}
cout << endl;
// 释放链表内存
cur = head;
ListNode* next;
while (cur != nullptr)
{
next = cur->next; // 保存下一个节点
delete cur; // 删除当前节点
cur = next; // 移动到下一个节点
}
}
运行结果如下：
–
2、程序的详细介绍
这个程序实现了一个特定的链表操作，即删除链表中所有值等于给定整数 val 的节点。程序分为几个主要部分：
1. ListNode 结构体：定义链表的节点，每个节点包含一个整数值 val 和一个指向下一个节点的指针 next。
2. Solution 类：
- removeElements 方法：这是类的主要方法，用于移除链表中所有值为 val 的节点。方法通过添加一个虚拟头节点来简化边界条件的处理，然后遍历链表，逐个检查每个节点的值。
3. main 函数：
- 创建并初始化链表。
- 调用 removeElements 方法处理链表。
- 打印处理后的链表结果。
- 释放链表中所有节点的内存，以防止内存泄漏。
4. 函数语句的详情介绍见上面代码的注释：
这个程序特别适用于学习和理解链表的操作，特别是如何处理删除链表节点时的边界条件。通过使用虚拟头节点，代码更加简洁，逻辑更清晰。
3、LeetCode 核心代码模式源码：
/**
* 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* removeElements(ListNode* head, int val)
{
ListNode* vhead = new ListNode(0);
vhead->next = head;
ListNode* cur = vhead;
while (cur->next != nullptr)
{
if (cur->next->val == val)
{
ListNode* temp = cur->next;
cur->next = cur->next->next;
delete temp;
}
else
{
cur = cur->next;
}
}
head = vhead->next;
delete vhead;
return head;
}
};
4、一种可能的ACM模式源码：
由于未知具体的输入给定形式，本例子中以如下所示的输入格式为例
[1,2,6,3,4,5,6] 6
示例程序如下：
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
struct ListNode {
int val;
ListNode* next;
ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
ListNode(int x, ListNode* ptr) : val(x), next(ptr) {}
};
class Solution {
public:
ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
ListNode* vhead = new ListNode(0); // 创建虚拟头节点以简化边界处理
vhead->next = head;
ListNode* cur = vhead;
while (cur->next != nullptr) {
if (cur->next->val == val) {
ListNode* temp = cur->next;
cur->next = cur->next->next;
delete temp;
} else {
cur = cur->next;
}
}
head = vhead->next;
delete vhead;
return head;
}
};
int main() {
vector<int> nums;
int num, val;
char ch;
// 读取链表数值，以及需要移除的数值
while (cin >> ch && ch != ']') { // 读取直到遇到 ']'
if (cin >> num) {
nums.push_back(num);
cin >> ch; // 读取逗号或者结束的 ']'
}
}
cin >> val; // 读取需要移除的数值
// 构建链表
ListNode* head = nullptr, * tail = nullptr;
for (int number : nums) {
ListNode* newNode = new ListNode(number);
if (!head) {
head = tail = newNode;
} else {
tail->next = newNode;
tail = newNode;
}
}
Solution solution;
head = solution.removeElements(head, val);
// 输出新链表
ListNode* cur = head;
if (cur) {
cout << cur->val;
cur = cur->next;
}
while (cur) {
cout << "," << cur->val;
cur = cur->next;
}
cout << endl;
// 释放链表内存
cur = head;
ListNode* next;
while (cur) {
next = cur->next;
delete cur;
cur = next;
}
}
参考输入的运行结果如下：
1,2,3,4,5
