1两两交换链表中的节点
给你一个链表,两两交换其中相邻的节点,并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题(即,只能进行节点交换)。
示例 1:
输入:head = [1,2,3,4] 输出:[2,1,4,3]
示例 2:
输入:head = [] 输出:[]
示例 3:
输入:head = [1] 输出:[1]
提示:
- 链表中节点的数目在范围
[0, 100]
内 0 <= Node.val <= 100
思路:
初始检查:如果链表为空或只有一个节点,直接返回。
创建虚拟头节点:使用一个虚拟头节点 dummy 来简化边界情况的处理。
循环交换节点对:在链表中继续交换每一对节点,直到没有更多的节点对(cur->next && cur->next->next 都不为空时)可以交换。开始时cur为与虚拟头结点位置
步骤一:cur->next 指向第二个节点。
步骤二:第二个节点的 next 指向第一个节点。
步骤三:第一个节点的 next 指向第三个节点。
移动到下一对节点的前一个节点:将 cur 移动到下一对节点的前一个节点。
代码:
struct ListNode* swapPairs(struct ListNode* head) {
// 如果链表为空或只有一个节点,直接返回
if (!head || !head->next) return head;
struct ListNode dummy; // 创建一个虚拟头节点
dummy.next = head;
struct ListNode* cur = &dummy;
while (cur->next && cur->next->next) {
struct ListNode* tmp = cur->next; // 保存第一个节点
struct ListNode* tmp1 = cur->next->next->next; // 保存第二个节点的下一个节点
cur->next = cur->next->next; // 步骤一:cur->next 指向第二个节点
cur->next->next = tmp; // 步骤二:第二个节点的 next 指向第一个节点
cur->next->next->next = tmp1; // 步骤三:第一个节点的 next 指向第三个节点
cur = cur->next->next; // 移动到下一对节点的前一个节点
}
return dummy.next; // 返回新的头节点
}
2删除链表的倒数第 N 个结点
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:
- 创建虚拟头节点:使用
malloc
分配内存并创建一个虚拟头节点dummy
,其val
为 0,next
指向实际的头节点head
。 - 初始化快慢指针:
fast
和slow
都指向虚拟头节点。 - 快指针先移动 n 步:通过循环,让
fast
指针先移动n
步。 - 快指针再移动一步:因为需要让slow指向删除节点的上一个节点
- 同时移动快慢指针:继续移动
fast
和slow
指针,直到fast
指针到达链表末尾。此时,slow
指针指向的节点就是要删除的节点的前一个节点。 - 删除节点:将
slow
的next
指向slow->next->next
,从而删除目标节点。 - 更新头节点:将
head
更新为dummy->next
。 - 释放虚拟头节点:使用
free
释放虚拟头节点的内存空间。 - 返回头节点:返回更新后的头节点
head
。
代码:
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* struct ListNode *next;
* };
*/
struct ListNode* removeNthFromEnd(struct ListNode* head, int n) {
// 创建一个虚拟头节点,并初始化其值为0,next指向实际的头节点
struct ListNode* dummy = malloc(sizeof(struct ListNode));
dummy->val = 0;
dummy->next = head;
// 初始化快慢指针,都指向虚拟头节点
struct ListNode* fast = dummy;
struct ListNode* slow = dummy;
// 快指针先向前移动n步
for (int i = 0; i < n; i++) {
fast = fast->next;
}
// fast再提前走一步,因为需要让slow指向删除节点的上一个节点
fast = fast->next;
// 快慢指针同时移动,直到快指针到达链表末尾
while (fast) {
fast = fast->next;
slow = slow->next;
}
// 删除慢指针的下一个节点(即倒数第n个节点)
slow->next = slow->next->next;
// 更新头节点(dummy是虚拟头节点,删除操作不会影响head)
head = dummy->next;
// 释放虚拟头节点的内存(注意:这里应该释放dummy,而不是释放dummy->next,因为dummy->next是实际的链表节点)
free(dummy);
// 返回更新后的头节点
return head;
}
3链表相交
给你两个单链表的头节点 headA
和 headB
,请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表没有交点,返回 null
。
图示两个链表在节点 c1
开始相交:
题目数据 保证 整个链式结构中不存在环。
注意,函数返回结果后,链表必须 保持其原始结构 。
示例 1:
输入:intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,0,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3 输出:Intersected at '8' 解释:相交节点的值为 8 (注意,如果两个链表相交则不能为 0)。 从各自的表头开始算起,链表 A 为 [4,1,8,4,5],链表 B 为 [5,0,1,8,4,5]。 在 A 中,相交节点前有 2 个节点;在 B 中,相交节点前有 3 个节点。
示例 2:
输入:intersectVal = 2, listA = [0,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1 输出:Intersected at '2' 解释:相交节点的值为 2 (注意,如果两个链表相交则不能为 0)。 从各自的表头开始算起,链表 A 为 [0,9,1,2,4],链表 B 为 [3,2,4]。 在 A 中,相交节点前有 3 个节点;在 B 中,相交节点前有 1 个节点。
示例 3:
输入:intersectVal = 0, listA = [2,6,4], listB = [1,5], skipA = 3, skipB = 2 输出:null 解释:从各自的表头开始算起,链表 A 为 [2,6,4],链表 B 为 [1,5]。 由于这两个链表不相交,所以 intersectVal 必须为 0,而 skipA 和 skipB 可以是任意值。 这两个链表不相交,因此返回 null 。
提示:
listA
中节点数目为m
listB
中节点数目为n
0 <= m, n <= 3 * 104
1 <= Node.val <= 105
0 <= skipA <= m
0 <= skipB <= n
- 如果
listA
和listB
没有交点,intersectVal
为0
- 如果
listA
和listB
有交点,intersectVal == listA[skipA + 1] == listB[skipB + 1]
思路:
- 初始化变量:定义
longList
和shortList
用于存储长链表和短链表的头节点,lenA
和lenB
用于存储两个链表的长度,gap
用于存储长度差。 - 计算链表长度:通过遍历链表
headA
和headB
,分别计算它们的长度lenA
和lenB
。 - 确定长链表和短链表:通过比较
lenA
和lenB
,确定哪个是长链表,哪个是短链表,并计算长度差gap
。 - 尾部对齐:将长链表
longList
移动gap
步,使得两个链表的尾部对齐。 - 同时移动并检查交点:同时移动
longList
和shortList
,检查是否有相同的节点。如果找到相同的节点,则返回该节点(即交点)。 - 返回结果:如果没有找到交点,则返回
NULL
。
代码:
struct ListNode *getIntersectionNode(struct ListNode *headA, struct ListNode *headB) {
struct ListNode *longList = NULL, *shortList = NULL;
int lenA = 0, lenB = 0, gap = 0;
// 求出两个链表的长度
shortList = headA;
while (shortList) {
lenA++;
shortList = shortList->next;
}
shortList = headB;
while (shortList) {
lenB++;
shortList = shortList->next;
}
// 确定长链表和短链表,并计算长度差
if (lenA > lenB) {
longList = headA;
shortList = headB;
gap = lenA - lenB;
} else {
longList = headB;
shortList = headA;
gap = lenB - lenA;
}
// 将长链表和短链表的尾部对齐
while (gap--) {
longList = longList->next;
}
// 同时移动长链表和短链表,检查是否有相同的节点
while (longList) {
if (longList == shortList) return longList; // 找到交点
longList = longList->next;
shortList = shortList->next;
}
// 没有找到交点
return NULL;
}