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文章目录

反转链表
- [206. 反转链表](https://leetcode.cn/problems/reverse-linked-list/)
- [92. 反转链表 II](https://leetcode.cn/problems/reverse-linked-list-ii/)
- [25. K 个一组翻转链表](https://leetcode.cn/problems/reverse-nodes-in-k-group/)
- [剑指 Offer 06. 从尾到头打印链表](https://leetcode.cn/problems/cong-wei-dao-tou-da-yin-lian-biao-lcof/)
- [24. 两两交换链表中的节点](https://leetcode.cn/problems/swap-nodes-in-pairs/)
快慢指针（环形链表、重排链表）
- [876. 链表的中间结点](https://leetcode.cn/problems/middle-of-the-linked-list/)
- [141. 环形链表](https://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle/)
- [142. 环形链表 II](https://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle-ii/)
- ※[143. 重排链表](https://leetcode.cn/problems/reorder-list/)
- [234. 回文链表](https://leetcode.cn/problems/palindrome-linked-list/)
删除链表节点
- [237. 删除链表中的节点](https://leetcode.cn/problems/delete-node-in-a-linked-list/)
- [19. 删除链表的倒数第 N 个结点](https://leetcode.cn/problems/remove-nth-node-from-end-of-list/)
- [83. 删除排序链表中的重复元素](https://leetcode.cn/problems/remove-duplicates-from-sorted-list/)
- [82. 删除排序链表中的重复元素 II](https://leetcode.cn/problems/remove-duplicates-from-sorted-list-ii/)

反转链表

206. 反转链表

难度简单2859

给你单链表的头节点 head ，请你反转链表，并返回反转后的链表。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[5,4,3,2,1]

示例 2：

输入：head = [1,2]
输出：[2,1]

示例 3：

输入：head = []
输出：[]

提示：

链表中节点的数目范围是 [0, 5000]
-5000 <= Node.val <= 5000

**进阶：**链表可以选用迭代或递归方式完成反转。你能否用两种方法解决这道题？

图片来自：https://leetcode.cn/problems/reverse-linked-list/solution/fan-zhuan-lian-biao-shuang-zhi-zhen-di-gui-yao-mo-/

递归

class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if(head == null || head.next == null) 
            return head;//确保有头结点
        ListNode cur = reverseList(head.next);
        // 翻转头节点 第二个节点的指向
        head.next.next = head;
        // 此时的 head 节点为尾节点，next 需要指向 NULL
        head.next = null;
        return cur;
    }
}

迭代

class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode pre = null; // 前指针结点
        ListNode cur = head; // 当前指针结点
        while(cur != null){
            ListNode tmp = cur.next; //临时结点保存遍历顺序
            cur.next = pre; //将当前节点指向它前面的节点
            pre = cur; //前指针后移
            cur = tmp; //当前指针后移
        }
        return pre;
    }
}

头插法

class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode p = head;
        ListNode res = new ListNode(-1, null);
        while(p != null){
            ListNode tmp = p.next;
            p.next = res.next;
            res.next = p;
            p = tmp;
        }
        return res.next;
    }
}

92. 反转链表 II

难度中等1446

给你单链表的头指针 head 和两个整数 left 和 right ，其中 left <= right 。请你反转从位置 left 到位置 right 的链表节点，返回 反转后的链表 。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4,5], left = 2, right = 4
输出：[1,4,3,2,5]

示例 2：

输入：head = [5], left = 1, right = 1
输出：[5]

提示：

链表中节点数目为 n
1 <= n <= 500
-500 <= Node.val <= 500
1 <= left <= right <= n

进阶： 你可以使用一趟扫描完成反转吗？

性质：反转结束后，从原来的链表上看：

pre指向反转这一段的末尾
cur指向反转这一段后续的下一个结点

class Solution {
    public ListNode reverseBetween(ListNode head, int left, int right) {
        ListNode dummy = new ListNode(-1);// 初始化哨兵结点，使得处理第一个结点与第i个结点相同
        dummy.next= head;
        ListNode p0 = dummy;
        // 找到要反转的链表左侧的上一个结点
        for(int i = 0; i < left-1; i++){
            p0 = p0.next;
        } 
        ListNode pre = null;
        ListNode cur = p0.next;
        for(int i = 0; i < right-left+1; i++){
            ListNode nxt = cur.next;
            cur.next = pre;
            pre = cur;
            cur = nxt;
        }
        p0.next.next = cur;
        p0.next = pre;
        return dummy.next;
    }   
}

25. K 个一组翻转链表

难度困难1857

给你链表的头节点 head ，每 k 个节点一组进行翻转，请你返回修改后的链表。

k 是一个正整数，它的值小于或等于链表的长度。如果节点总数不是 k 的整数倍，那么请将最后剩余的节点保持原有顺序。

你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际进行节点交换。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4,5], k = 2
输出：[2,1,4,3,5]

示例 2：

输入：head = [1,2,3,4,5], k = 3
输出：[3,2,1,4,5]

提示：

链表中的节点数目为 n
1 <= k <= n <= 5000
0 <= Node.val <= 1000

**进阶：**你可以设计一个只用 O(1) 额外内存空间的算法解决此问题吗？

class Solution {
    public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
        //统计一下链表长度
        int n = 0;
        ListNode cnt = head;
        while(cnt != null){
            n++;
            cnt = cnt.next;
        }
        ListNode dummy = new ListNode(-1);// 初始化哨兵结点，使得处理第一个结点与第i个结点相同
        dummy.next= head;
        ListNode p0 = dummy;

        while(n >= k){ // 循环n/k次
            n -= k;
            ListNode pre = null;
            ListNode cur = p0.next;
            for(int i = 0; i < k; i++){
            ListNode nxt = cur.next;
            cur.next = pre;
            pre = cur;
            cur = nxt;
            }
            ListNode nxt = p0.next;
            p0.next.next = cur;
            p0.next = pre;
            p0 = nxt;
        }
        return dummy.next;
    }
}

剑指 Offer 06. 从尾到头打印链表

难度简单354

输入一个链表的头节点，从尾到头反过来返回每个节点的值（用数组返回）。

示例 1：

输入：head = [1,3,2]
输出：[2,3,1]

限制：

0 <= 链表长度 <= 10000

从尾到头打印的过程就是递归的过程

class Solution {
    List<Integer> tmp = new ArrayList<>();
    public int[] reversePrint(ListNode head) {
        recur(head);
        int[] res = new int[tmp.size()];
        for(int i = 0; i < res.length; i++){
            res[i] = tmp.get(i);
        }
        return res;
    }
    void recur(ListNode head){
        if(head == null) return;
        recur(head.next);
        tmp.add(head.val);
    }
}

24. 两两交换链表中的节点

难度中等1715

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

class Solution {
    public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        ListNode sentinel = new ListNode(-1);
        sentinel.next = head;
        ListNode p = sentinel;
        while(p.next != null && p.next.next != null){
            ListNode nxt = p.next;
            p.next = nxt.next;
            nxt.next = p.next.next;
            p.next.next = nxt;
            p = p.next.next;
        }
        return sentinel.next;
    }
}

快慢指针（环形链表、重排链表）

876. 链表的中间结点

难度简单795

给定一个头结点为 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。

示例 1：

输入：[1,2,3,4,5]
输出：此列表中的结点 3 (序列化形式：[3,4,5])
返回的结点值为 3 。 (测评系统对该结点序列化表述是 [3,4,5])。
注意，我们返回了一个 ListNode 类型的对象 ans，这样：
ans.val = 3, ans.next.val = 4, ans.next.next.val = 5, 以及 ans.next.next.next = NULL.

示例 2：

输入：[1,2,3,4,5,6]
输出：此列表中的结点 4 (序列化形式：[4,5,6])
由于该列表有两个中间结点，值分别为 3 和 4，我们返回第二个结点。

提示：

给定链表的结点数介于 1 和 100 之间。

class Solution {
    public ListNode middleNode(ListNode head) {
        ListNode fast = head, slow = head;
        while(fast != null && fast.next != null){
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }
}

141. 环形链表

难度简单1740

给你一个链表的头节点 head ，判断链表中是否有环。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。注意：pos 不作为参数进行传递 。仅仅是为了标识链表的实际情况。

如果链表中存在环 ，则返回 true 。否则，返回 false 。

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

示例 2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。

示例 3：

输入：head = [1], pos = -1
输出：false
解释：链表中没有环。

提示：

链表中节点的数目范围是 [0, 104]
-105 <= Node.val <= 105
pos 为 -1 或者链表中的一个 有效索引 。

public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        ListNode fast = head, slow = head;
        while(fast != null && fast.next != null){
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if(fast == slow) return true;
        }
        return false;
    }
}

142. 环形链表 II

难度中等1945

给定一个链表的头节点 head ，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。

不允许修改 链表。

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：返回索引为 1 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

示例 2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：返回索引为 0 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。

示例 3：

输入：head = [1], pos = -1
输出：返回 null
解释：链表中没有环。

提示：

链表中节点的数目范围在范围 [0, 104] 内
-105 <= Node.val <= 105
pos 的值为 -1 或者链表中的一个有效索引

**进阶：**你是否可以使用 O(1) 空间解决此题？

public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        ListNode fast = head, slow = head;
        while(fast != null && fast.next != null){
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if(fast == slow) break;
        }
        if(fast == null || fast.next == null) return null;
        ListNode p = head;
        while(p != fast){
            p = p.next;
            fast = fast.next;
        }
        return p;
    }
}

※143. 重排链表

难度中等1136

给定一个单链表 L 的头节点 head ，单链表 L 表示为：

L0 → L1 → … → Ln - 1 → Ln

请将其重新排列后变为：

L0 → Ln → L1 → Ln - 1 → L2 → Ln - 2 → …

不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际的进行节点交换。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4]
输出：[1,4,2,3]

示例 2：

输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[1,5,2,4,3]

提示：

链表的长度范围为 [1, 5 * 104]
1 <= node.val <= 1000

class Solution {
    public void reorderList(ListNode head) {
        ListNode mid = middleNode(head);
        ListNode head2 = reverseList(mid);
        while (head2.next != null) {
            ListNode nxt = head.next;
            ListNode nxt2 = head2.next;
            head.next = head2;
            head2.next = nxt;
            head = nxt;
            head2 = nxt2;
        }
    }

    // 876. 链表的中间结点
    private ListNode middleNode(ListNode head) {
        ListNode slow = head, fast = head;
        while (fast != null && fast.next != null) {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        return slow;
    }

    // 206. 反转链表
    private ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode pre = null, cur = head;
        while (cur != null) {
            ListNode nxt = cur.next;
            cur.next = pre;
            pre = cur;
            cur = nxt;
        }
        return pre;
    }
}

234. 回文链表

难度简单1614

给你一个单链表的头节点 head ，请你判断该链表是否为回文链表。如果是，返回 true ；否则，返回 false 。

示例 1：

输入：head = [1,2,2,1]
输出：true

示例 2：

输入：head = [1,2]
输出：false

提示：

链表中节点数目在范围[1, 105] 内
0 <= Node.val <= 9

**进阶：**你能否用 O(n) 时间复杂度和 O(1) 空间复杂度解决此题？

class Solution {
    public boolean isPalindrome(ListNode head) {
        ListNode mid = middleNode(head);
        ListNode rev = reverseList(mid);
        ListNode p = head;
        while(p != null && rev != null){
            if(p.val != rev.val) return false;
            p = p.next;
            rev = rev.next;
        }
        return true;
    }

    // 876. 链表的中间结点
    private ListNode middleNode(ListNode head) {
        ListNode slow = head, fast = head;
        while (fast != null && fast.next != null) {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        return slow;
    }

    // 206. 反转链表
    private ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode pre = null, cur = head;
        while (cur != null) {
            ListNode nxt = cur.next;
            cur.next = pre;
            pre = cur;
            cur = nxt;
        }
        return pre;
    }
}

删除链表节点

237. 删除链表中的节点

难度中等1234

有一个单链表的 head，我们想删除它其中的一个节点 node。

给你一个需要删除的节点 node 。你将 无法访问 第一个节点 head。

链表的所有值都是 唯一的，并且保证给定的节点 node 不是链表中的最后一个节点。

删除给定的节点。注意，删除节点并不是指从内存中删除它。这里的意思是：

给定节点的值不应该存在于链表中。
链表中的节点数应该减少 1。
node 前面的所有值顺序相同。
node 后面的所有值顺序相同。

自定义测试：

对于输入，你应该提供整个链表 head 和要给出的节点 node。node 不应该是链表的最后一个节点，而应该是链表中的一个实际节点。
我们将构建链表，并将节点传递给你的函数。
输出将是调用你函数后的整个链表。

示例 1：

输入：head = [4,5,1,9], node = 5
输出：[4,1,9]
解释：指定链表中值为 5 的第二个节点，那么在调用了你的函数之后，该链表应变为 4 -> 1 -> 9

示例 2：

输入：head = [4,5,1,9], node = 1
输出：[4,5,9]
解释：指定链表中值为 1 的第三个节点，那么在调用了你的函数之后，该链表应变为 4 -> 5 -> 9

提示：

链表中节点的数目范围是 [2, 1000]
-1000 <= Node.val <= 1000
链表中每个节点的值都是唯一的
需要删除的节点 node 是 链表中的节点 ，且 不是末尾节点

class Solution {
    public void deleteNode(ListNode node) {
        node.val = node.next.val;
        node.next = node.next.next;
    }
}

19. 删除链表的倒数第 N 个结点

难度中等2407

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

**进阶：**你能尝试使用一趟扫描实现吗？

class Solution {
    public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
        ListNode sentinel = new ListNode(-1);
        sentinel.next = head;
        ListNode end = sentinel;
        int i = 0;
        while(end.next != null && i < n){
            end = end.next;
            i++;
        }
        ListNode p = sentinel;
        while(end.next != null){
            p = p.next;
            end = end.next;
        }
        p.next = p.next.next;
        return sentinel.next;
    }
}

83. 删除排序链表中的重复元素

难度简单940

给定一个已排序的链表的头 head ， 删除所有重复的元素，使每个元素只出现一次 。返回 已排序的链表 。

示例 1：

输入：head = [1,1,2]
输出：[1,2]

示例 2：

输入：head = [1,1,2,3,3]
输出：[1,2,3]

提示：

链表中节点数目在范围 [0, 300] 内
-100 <= Node.val <= 100
题目数据保证链表已经按升序排列

class Solution {
    public ListNode deleteDuplicates(ListNode head) {
        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        ListNode sentinel = new ListNode(-1, head);
        ListNode p = sentinel;
        while(p.next != null){
            if(set.contains(p.next.val)){
                p.next = p.next.next;
            }else{
                set.add(p.next.val);
                p = p.next;
            }
        }
        return sentinel.next;
    }
}

82. 删除排序链表中的重复元素 II

难度中等1061

给定一个已排序的链表的头 head ， 删除原始链表中所有重复数字的节点，只留下不同的数字 。返回 已排序的链表 。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,3,4,4,5]
输出：[1,2,5]

示例 2：

输入：head = [1,1,1,2,3]
输出：[2,3]

提示：

链表中节点数目在范围 [0, 300] 内
-100 <= Node.val <= 100
题目数据保证链表已经按升序排列

class Solution {
    public ListNode deleteDuplicates(ListNode head) {
        ListNode dummy = new ListNode(-1, head);
        ListNode cur = dummy;
        while(cur.next != null && cur.next.next != null){
            int val = cur.next.val;
            if(cur.next.next.val == val){
                while(cur.next != null && cur.next.val == val){
                    cur.next = cur.next.next;
                }
            }else{
                cur = cur.next;
            }
        }
        return dummy.next;
    }
}

偷懒写法

class Solution {
    public ListNode deleteDuplicates(ListNode head) {
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        ListNode sentinel = new ListNode(-1, head);
        ListNode p = sentinel;
        while(p.next != null){
            map.put(p.next.val, map.getOrDefault(p.next.val, 0)+1);
            p = p.next;
        }
        ListNode newsentinel = new ListNode(-1);
        ListNode cur = newsentinel;
        p = sentinel;
        while(p.next != null){
            if(map.get(p.next.val) == 1){
                ListNode tmp = new ListNode(p.next.val);
                cur.next = tmp;
                cur = tmp;
            }
            p = p.next;
        }
        cur.next = null;
        return newsentinel.next;
    }
}

                cur.next = cur.next.next;
            }
        }else{
            cur = cur.next;
        }
    }
    return dummy.next;
}

}




偷懒写法

```java
class Solution {
    public ListNode deleteDuplicates(ListNode head) {
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        ListNode sentinel = new ListNode(-1, head);
        ListNode p = sentinel;
        while(p.next != null){
            map.put(p.next.val, map.getOrDefault(p.next.val, 0)+1);
            p = p.next;
        }
        ListNode newsentinel = new ListNode(-1);
        ListNode cur = newsentinel;
        p = sentinel;
        while(p.next != null){
            if(map.get(p.next.val) == 1){
                ListNode tmp = new ListNode(p.next.val);
                cur.next = tmp;
                cur = tmp;
            }
            p = p.next;
        }
        cur.next = null;
        return newsentinel.next;
    }
}