【数据结构初阶】单链表经典算法题十二道—

【数据结构初阶】单链表经典算法题十二道——得道飞升（上篇）

news2024/11/16 11:44:53

1、移除元素

2、反转链表

3、链表的中间节点

4、合并两个有序链表

Relaxing Time！！！

———————————————— 天气之子·幻 ————————————————

1、移除元素

思路：

创建一个新链表（newhead，newtail），遍历原链表，把不等于 val 的结点尾插到新链表中。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     struct ListNode *next;
 * };
 */
typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val) {
    //创建新链表
    ListNode* newhead;ListNode* newtail;
    newhead=newtail=NULL;
    //遍历数组
    ListNode* pcur=head;
    while(pcur)
    {
        if(pcur->val!=val)
        {
            //又分两种情况，链表为空，不为空
            if(newhead==NULL)
            {
                newtail=newhead=pcur;
            }
            else
            {
                newtail->next=pcur;
                newtail=newtail->next;
            }
        }
        pcur=pcur->next;
    }
    //[7,7,7,7,7]，val=7 ，这种情况下，newtail=NULL，newtail->next=NULL，此时newtail不能解引用，所以加上if条件
    if(newtail)               
        newtail->next=NULL;
    return newhead;
}

注意：

当原链表为空时，newhead = newtail = pcur；

在实例中，最后一个5结点被尾插到新链表中时，5结点的next指针指向的仍然是后面的6结点，所以最后返回的时候结果里面含有6，所以我们把最后一个等于val结点的next指针指向NULL即可！

2、反转链表

新奇思路：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     struct ListNode *next;
 * };
 */
 typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head) {
    //链表也有可能是空链表
    if(head==NULL)
    {
        return head;
    }
    //定义三个指针变量
    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;
}

3、链表的中间节点

思路：

奇数个结点

偶数个结点

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     struct ListNode *next;
 * };
 */
 typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head) {
    ListNode* slow=head;
    ListNode* fast=head;

    //while(fast->next&&fast)错误，不可互换顺序，当为偶数个结点时，fast==NULL循环结束，但是while
      循环内会先判断fast->next,空指针不能解引用，会报错

    while(fast&&fast->next)
    {
        //慢指针每次走一步
        //快指针每次走两步
        slow=slow->next;
        fast=fast->next->next;
    }
    //此时slow指向的结点恰好是中间结点
    return slow;
}

快慢指针为什么可以找到中间结点？（快慢指针的原理）

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尾结点时，假设链表的长度为n，快指针走的路程是慢指针的两倍，2*慢=快，即慢指针走的路程是n/2。

4、合并两个有序链表

思路：

创建一个新链表，newhead，newtail 指向新链表的头结点，定义两个指针分别指向原链表的头结点，两个指针指向的数据比较大小，谁小谁尾插到新链表里面。思路清晰，不过要注意很多细节，直接上代码：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     struct ListNode *next;
 * };
 */
typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2) {

    //处理原链表为空链表的情况
    if(list1==NULL)
    {
        return list2;
    }
    if(list2==NULL)
    {
        return list1;
    }

    //创建一个新链表
    ListNode* newhead=NULL;
    ListNode* newtail=NULL;

    //创建两个指针分别指向两个链表的头结点来遍历原链表
    ListNode* l1=list1;
    ListNode* l2=list2;
    
    while(l1&&l2)
    {
        if(l1->val<l2->val)
        {
            //l1尾插到新链表
            if(newtail==NULL)
            {
                newtail=newhead=l1;
            }
            else
            {
                newtail->next=l1;
                newtail=newtail->next;
            }
            l1=l1->next;
        }
        else
        {
            //l2尾插到新链表
            if(newhead==NULL)
            {
                newtail=newhead=l2;
            }
            else
            {
                newtail->next=l2;
                newtail=newtail->next;
            }
             l2=l2->next;
        }
    }
    //出循环，要么l1==NULL，要么l2==NULL
        if(l1)
            newtail->next=l1;  想想这里为啥不用while循环？
        if(l2)
            newtail->next=l2;
    return newhead;
}

//优化过后，申请一个不为空的链表，就无需再判断新链表是否为空，最后不要忘记free
/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     struct ListNode *next;
 * };
 */
 typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2) {

    //链表为空的情况
    if(list1==NULL)
    {
        return list2;
    }
    if(list2==NULL)
    {
        return list1;
    }
    
    //创建一个新链表
    ListNode* newhead,*newtail;
     newhead=newtail=(ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
    //定义两个指针来遍历数组
    ListNode* l1=list1;
    ListNode* l2=list2;

    while(l1&&l2)
    {
        if(l1->val<l2->val)
        {
            newtail->next=l1;
            l1=l1->next;
            newtail=newtail->next;
        }
        else
        {
            newtail->next=l2;
            l2=l2->next;
            newtail=newtail->next;
        }
    }
    if(l1)
        newtail->next=l1;
    if(l2)
        newtail->next=l2;

    ListNode* ret=newhead->next;
    free(newhead);
    newhead=NULL;
    return ret;
    
}

完—