专栏：数据结构(Java版)
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一、链表中的经典面试题
1.1. 链表分割
1.2. 链表的回文结构
1.3. 相交链表
1.4. 环形链表
一、链表中的经典面试题
1.1. 链表分割
题目中要求不能改变原来的数据顺序，也就是如上图所示。我们先定义一个cur引用去遍历这个链表，用每个结点的val值与x进行比较，然后利用尾插的方法把结点插入进两个链表中。我们先定义bs、be、as、ae四个引用来表示两个链表的头尾，在尾插的时候需要注意，利用ae.next = node;ae = node，记录下尾结点，保证ae永远指向最后一个结点，同时be.next=as，连接上两个链表。
class ListNode{
int val;
ListNode next = null;
public ListNode(int val) {
this.val = val;
}
}
public class Partition {
public ListNode partition(ListNode pHead, int x){
ListNode bs = null;
ListNode be = null;
ListNode as = null;
ListNode ae = null;
ListNode cur = pHead;
while(cur != null){
if(cur.val < x){
}else{
}
}
}
}代码的大体框架已经写好，这时我们需要考虑一下当第一段插入第一个节点时，第一个节点既是头又是尾。这时有需要分两种情况，第一次插入与下一次插入，来移动be引用。
while(cur != null){
if(cur.val < x){
//第一次插入
if(bs == null){
be = bs = cur;
}else {
be.next = cur;
be = cur;
}
}else{
//第一次插入
if(as == null){
ae = as = cur;
}else {
ae.next = cur;
ae = cur;
}
}
cur = cur.next;这时的代码还存在一种我们没有想到的情况，如果给定的测试用例都大于x的值呢。这是我们就需要返回as。我们还需要分情况。
if(bs == null){
return as;
}如果这是我们放到OJ进行测试，发现报出异常。
这个异常的原因比较隐蔽。因为bs为空，尾节点ae会返回bs，如果ae之前的地址指向之前的某个节点，就会造成链表的死循环，此时我们要将排列之后的链表最后一个节点手动置为null。
完整代码：
class ListNode{
int val;
ListNode next = null;
public ListNode(int val) {
this.val = val;
}
}
public class Partition {
public ListNode partition(ListNode pHead, int x){
ListNode bs = null;
ListNode be = null;
ListNode as = null;
ListNode ae = null;
ListNode cur = pHead;
while(cur != null){
if(cur.val < x){
//第一次插入
if(bs == null){
be = bs = cur;
}else {
be.next = cur;
be = cur;
}
}else{
//第一次插入
if(as == null){
ae = as = cur;
}else {
ae.next = cur;
ae = cur;
}
}
cur = cur.next;
}
if(bs == null){
return as;
}
be.next = as;//连接上两个链表
if(as != null){
ae.next = null;
}
return bs;
}
}1.2. 链表的回文结构
第一种思路，我们可以使用双引用算法，一个left引用从左开始向右移动，另一个right引用从右开始向左移动。但由于这个链表是单链表，只能从一个方向遍历。
第二种思路，把链表里的val值取出，存进一个数组中，但题目要求空间复杂度为 。
第三种思路，翻转一半的链表。过程分为三步，第一步，找到链表的中间部分；第二步，将链表的一半进行翻转。我们在上一期中，已经实现了翻转链表和寻找链表的中间节点。
while(cur != null){
curN = cur.next;
cur.next = slow;
slow = cur;
cur = curN;
}利用上面的代码我们就可以来翻转链表，第三步，head从前往后，slow从后往前，比较head.val是否与slow.val相等，直到slow引用与头节点相遇为止。这里我们讨论的是奇数个节点的链表，如果是有偶数个节点的链表，那么fast为空。
当链表的节点为偶数时，我们不能按照之前的做法，当head.next = slow时，直接返回true。
完整代码：
import java.util.Scanner;
class ListNode{
int val;
ListNode next;
public ListNode(int val) {
this.val = val;
}
}
public class PalindromeList {
public boolean chkPalindrome(ListNode A){
//1、找到链表的中间节点
ListNode fast = A;
ListNode slow = A;
while(fast != null && fast.next != null){
fast = fast.next.next;
slow = slow.next;
}
//2、反转链表
ListNode cur = slow.next;
while(cur != null){
ListNode curN = cur.next;
cur.next = slow;
slow = cur;
cur = curN;
}
//3、引用A与slow同时移动
while(A != slow){
if(A.val != slow.val){
return false;
}
//判断偶数个节点情况
if(A.next == slow){
return true;
}
A = A.next;
slow = slow.next;
}
return true;
}
}1.3. 相交链表
对于链表相交的问题，我们首先要考虑明白，到底是X形相交，还是Y形相交？
如上图所示，很明显两个链表相交之后呈Y形。要解决问题，我们同样利用双引用的算法。第一步，先求出两个链表的长度len1、len2；第二步求出两个链表的长度差len=len1-len2；第三步，让长的链表先走len步；第四步，headA与headA同时走，相遇之后就是公共交节点。
这个题的思路其实很简单，但是其中也有一些比较麻烦的步骤。在第二步中，如果说len1<len2，那么len<0。第三步中，我们又怎么知道哪个链表更长？
class ListNode{
int val;
ListNode next;
ListNode(int x){
val = x;
next = null;
}
}
public class Solution {
public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB){
ListNode pl = headA;//先假设链表A是长的
ListNode ps = headB;
//求两个链表的长度
int len1 = 0,len2 = 0;
while(pl != null){
len1++;
pl = pl.next;
}
while(ps != null){
len2++;
ps = ps.next;
}
pl = headA;
ps = headB;
//求链表的长度差
int len = len1 - len2;
if(len < 0){
pl = headB;
ps = headA;
len = len2-len1;
}
//让pl先走len步
while(len != 0){
pl = pl.next;
len--;
}
//pl与ps同时走，知道相遇。
while(pl != ps){
pl = pl.next;
ps = ps.next;
}
//如果没有公共节点，直接返回null
if(pl == null){
return null;
}
return pl;
}
}1.4. 环形链表
快慢引用，即慢引用⼀次⾛⼀步，快引用⼀次⾛两步，两个引用从链表起始位置开始运⾏，如果链表带环则⼀定会在环中相遇，否则快引用率先⾛到链表的末尾。与现实生活中不同，两人相遇有可能是擦肩而过。而引用确实一步一步走的。
为什么要让快引用走两步，慢引用走一步呢？我们想象一种最极限的情况，当fast刚走完一圈时，slow刚进入环内，两个引用的距离差刚好是一个环的距离。当fast与slow每走一次，它们的距离就越接近一个环。
class ListNode{
int val;
ListNode next;
ListNode(int x){
val = x;
next = null;
}
}
public class Solution {
public boolean hasCycle(ListNode head){
ListNode fast = head;
ListNode slow = head;
while(fast != null && fast.next != null){
fast = fast.next.next;
slow = slow.next;
if(fast == slow){
return true;
}
}
return false;
}
}
