数据结构（单链表算法题）

news2024/11/15 9:52:10

1.删除链表中等于给定值 val 的所有节点。 OJ链接

typedef struct ListNode ListNode;

struct ListNode {
	int val;
	struct ListNode* next;
};

struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val) {
	
	//创建新链表
	ListNode* newhead, *newtail;
	newhead = newtail = NULL;

	//遍历原链表
	ListNode* pcur = head;

	while (pcur)
	{
		if (pcur->val != val)                            //遍历原链表，直到遍历至原链表的值与 val 的结点
		{
			if (newhead == NULL)                         //链表为空
			{
				newhead = newtail = NULL;
			}
			else                                         //链表不为空，将原链表的结点尾插到新链表中
			{
				newtail->next = pcur;
				newtail = newtail->next;
			}

		}
		pcur = pcur->next;
	}
	if (newtail)                                         //如果操作完后新的链表不为空，才能 newtail->next = NULL        ；           
	{
		newtail->next = NULL;
	}
	return newhead;

}

思路：创建新链表，将原链表中值不为val的结点尾插到新链表

2.反转一个单链表。 OJ链接

struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head) {
	//处理空链表
	if (head == NULL)
	{
		return NULL;
	}

	//创建三个指针
	ListNode* n1, * n2, * n3;
	n1 = NULL; 
	n2 = head;
	n3 = n2->next;
	
	while (n2)
	{
		n2->next = n1;
		n1 = n2;
		n2 = n3;
		
		if (n3)
		{
			n3 = n3->next;
		}
	}
	return n1;
}

思路：创建三个指针，在原链表上就可以修改指针的指向

原链表：

循环一次后：

以此类推，当 n2 为 NULL 时跳出循环，此时 n1 指向的结点就是链表的新的头结点

（注意：在判断 n3 时要注意他是否已经跳出链表了，因为 n3 是移动的最快的，如果已经跳出链表就不能进行 ->next 操作）

3.给定一个带有头结点 head 的非空单链表，返回链表的中间结点。如果有两个中间结点，则返回第二个中间结点。OJ链接

struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head) {
	ListNode* slow=head, * fast=head;                 //创建两个指针，快慢指针
	while (fast && fast->next) 
	{
		slow = slow->next;                            //慢指针每次走一步，快指针每次走两步
		fast = fast->next->next;
	}
	return slow;                                      //此时慢指针 slow 指向的节点刚好就是中间的结点
}

思路：快慢指针，慢指针每次走一步，快指针每次走两步

当链表长度为奇数时：

当链表长度为偶数时：

（注意：while 中的（fast && fast->next）顺序不能更改，当 fast 已经为空时，如果改成

（fast->next && fast），条件会先按顺序执行 fast->next ，从而报错）

慢指针每次走一步，快指针每次走两步，当快指针走到链表的结尾时，假设链表的长度为 n ，快指针走的路程是慢指针的两倍，此时慢指针走的路程就是 n/2.

4.输入一个链表，输出该链表中倒数第k个结点。 OJ链接

int kthToLast(struct ListNode* head, int k) {
	ListNode* fast = head,*slow=head;
	while (k--)
	{
		fast = fast->next;
	}
	while (fast)
	{
		slow = slow->next;
		fast = fast->next;
	}

	return slow->val;

}

思路：创建两个指针，1、先让 fast 向前走K步；
2、slow 和 fast 同步前进，fast 到结尾，slow 到目标。

当 fast =NULL

5.将两个有序链表合并为一个新的有序链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。OJ链接

struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2) {

	//处理链表为空
	if (list1 == NULL)                           //l1为空时，返回l2
	{
		return list2;
	}
	if (list2 == NULL)                           //l2为空时，返回l1
	{
		return list1;
	}

	ListNode* newhead, * newtail;               //创建新的链表
	newhead = newtail = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));            //创建一个非空链表，减少了判断链表为空和非空情况导致的代码冗余
	ListNode* l1 = list1;                       //创建两个指针分别指向两个链表的头结点
	ListNode* l2 = list2;

	//进行比较尾插
	while (l1 && l2)
	{
		if (l1->val < l2->val)
		{
			newtail->next = l1;
			newtail = newtail->next;
			l1 = l1->next;

		}
		else
		{
			newtail->next = l2;
			newtail = newtail->next;
			l2 = l2->next;
		}
	}

	if (l1)                                     //跳出循环只用两种情况：要么 l1 为空（l2 肯定不为空）；要么 l2 为空（l1 肯定不为空）
	{
		newtail->next = l1;
		
	}
	if (l2)
	{
		newtail->next = l2;
	}
	ListNode* ret = newhead->next;
	free(newhead);
	newhead = NULL;
	return ret;
}

思路：创建新链表，遍历原链表，谁小就尾插到新链表中

6.编写代码，以给定值x为基准将链表分割成两部分，所有小于x的结点排在大于或等于x的结点之前。OJ链接

/*
struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
    ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
};*/
class Partition {
public:
    ListNode* partition(ListNode* pHead, int x) {
        // write code here
        ListNode* lesshead,*lesstail;
        lesshead=lesstail=(ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));   //大链表

        ListNode* greathead,*greattail;
        greathead=greattail=(ListNode*)malloc(sizeof(ListNode)); //小链表

        ListNode* pcur =pHead;                                //遍历链表
        while(pcur)
        {
            if(pcur->val<x)                          //当原链表结点的值小于 x，尾插到小链表 
            {
                lesstail->next=pcur;
                lesstail=lesstail->next;
                
            }
            else                                    //当原链表结点的值大于 x，尾插到大链表 
            {
                greattail->next=pcur;
                greattail=greattail->next;
            }
            pcur=pcur->next;
        }

        greattail->next=NULL;                       //将大链表的尾结点的 next 指针置为NULL

        lesstail->next=greathead->next;              // 大小链表首尾相连

        ListNode* ret= lesshead->next;

        free(lesshead);
        free(greathead);
        lesshead=greathead=NULL;

        return ret;

    }
};

思路：创建大链表、小链表，将小于 x 值的结点尾插到对应的链表中，最后小链表的尾与大链表的头相连。
（注意：不能忘了最后将大链表的 next 指针指向= NULL）

7.链表的回文结构。OJ链接

bool chkPalindrome(ListNode* A) 
    {
        // write code here

        ListNode* mid=middleNode(A);           //找出原链表的中间结点

        ListNode*right=reverseList(mid);      //以次中间结点为头结点反转后面的链表

        ListNode*left=A;                    //从原链表和反链表比较结点的值

        while(right)
        {
            if(left->val!=right->val)
            {
                return false;
            }
            left=left->next;
            right=right->next;
           
        }

        return true;

    }