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链表理论基础

• C/C++的定义链表节点方式：

// 单链表
struct ListNode {
    int val;  // 节点上存储的元素
    ListNode *next;  // 指向下一个节点的指针
    ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}  // 节点的构造函数
};

• 数组与链表的对比：

203.移除链表元素

• 题目链接：203. 移除链表元素 - 力扣（LeetCode）
• 讲解链接：代码随想录 (programmercarl.com)
• 状态：提交一次后AC。

思路与重点

• 使用了一个虚拟头节点，指向题目给出的头节点，然后遍历链表开始删除，最后返回虚拟头节点的next指针即可。主要使用C++时不要忘记释放掉被删除节点占用的空间！

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        ListNode* dummy_head = new ListNode(-1, head);
        ListNode* cur = dummy_head;
        while(cur->next != nullptr){
            if(cur->next->val == val){
                ListNode* temp = cur->next->next;
                delete cur->next;
                cur->next = temp;
            }
            else cur = cur->next;
        }
        head = dummy_head->next;
        delete dummy_head;
        return head;
    }
};

• 链表的定义具有递归的性质，因此链表题目常可以用递归的方法求解。这道题要求删除链表中所有节点值等于特定值的节点，可以用递归实现。

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        // 基础情况：空链表
        if (head == nullptr) {
            return nullptr;
        }

        // 递归处理
        if (head->val == val) {
            ListNode* newHead = removeElements(head->next, val);
            delete head;
            return newHead;
        } else {
            head->next = removeElements(head->next, val);
            return head;
        }
    }
};

707.设计链表

• 题目链接：707. 设计链表 - 力扣（LeetCode）
• 讲解链接：代码随想录 (programmercarl.com)
• 状态：直接看题解了。

思路与重点

• 使用虚拟头结点可以很大降低写代码的复杂程度。
• 注意LinkedNode* cur = _dummyHead;和LinkedNode* cur = _dummyHead->next;

class MyLinkedList {
public:
    struct LinkedNode {
        int val;
        LinkedNode* next;
        LinkedNode(int val):val(val), next(nullptr){}
    };

    MyLinkedList() {
        _dummyHead = new LinkedNode(0);
        _size = 0;
    }
    
    int get(int index) {
        if(index < 0 || index >= _size){
            return -1;
        }
        LinkedNode* cur = _dummyHead->next;
        while(index--){
            cur = cur->next;
        }
        return cur->val;
    }
    
    void addAtHead(int val) {
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        newNode->next = _dummyHead->next;
        _dummyHead->next = newNode;
        _size++;
    }
    
    void addAtTail(int val) {
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(cur->next) cur = cur->next;
        cur->next = newNode;
        _size++;        
    }
    
    void addAtIndex(int index, int val) {
        if(index > _size) return;
        if(index < 0) index = 0;
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(index--){
            cur = cur->next;
        }       
        newNode->next = cur->next;
        cur->next = newNode;
        _size++; 
    }
    
    void deleteAtIndex(int index) {
        if(index >= 0 && index < _size){
            LinkedNode* cur = _dummyHead;
            while(index--){
                cur = cur->next;
            }
            LinkedNode* temp = cur->next;
            cur->next = cur->next->next;
            delete temp;
            temp = nullptr;
            _size--;
        }  
        else return;
    }

private:
    LinkedNode* _dummyHead;
    int _size;
};

206.反转链表

• 题目链接：206. 反转链表 - 力扣（LeetCode）
• 讲解链接：代码随想录 (programmercarl.com)
• 状态：直接去看卡哥视频了。

思路与重点

• 用双指针法很好解决，不需要用新的链表分配空间。卡哥的视频讲的是真清晰啊，用以下的动图很好理解。

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode* cur = head;
        ListNode* pre = nullptr;
        ListNode* temp = nullptr;
        while(cur){
            temp = cur->next;
            cur->next = pre;
            pre = cur;
            cur = temp;
        }
        return pre;
    }
};

• 也可以用递归的方式解决，递归的解决思路其实和双指针法一样。

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        return reverse(nullptr, head);
    }

    ListNode* reverse(ListNode* pre, ListNode* cur){
        if(!cur) return pre;
        ListNode* temp = cur->next;
        cur->next = pre;
        return reverse(cur, temp);
    }
};