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链表OJ题(一)

1. 移除链表元素

链接：203. 移除链表元素
题目描述：给你一个链表的头节点 head 和一个整数 val ，请你删除链表中所有满足 Node.val == val 的节点，并返回 新的头节点 。

示例1：
输入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6
输出：[1,2,3,4,5]
示例2：
输入：head = [], val = 1
输出：[]
示例3：
输入：head = [7,7,7,7], val = 7
输出：[]

提示：
列表中的节点数目在范围 [0, 104] 内
1 <= Node.val <= 50
0 <= val <= 50

思路一-遍历

要移除链表中值为val的结点，我们肯定是要将链表遍历一遍，关键是我们在遍历的过程中应该如何操作。我们考虑问题的时候，可以先考虑比较常见的情况，再考虑特殊情况。

一、考虑常见情况

要移除某一结点，也就是让该结点的前一个结点指向待移除结点的后一个结点，然后将待移除结点释放即可。我们可以定义3个指针变量：prev，cur，next 。

prev：记录待排查结点的前一个结点位置（previous）。
cur：记录当前正在排查的结点位置（current）。
next：记录待排查结点的后一个结点（next）。

当cur指针指向的结点并非待移除的结点时，3个结点依次向后移动。

当cur指针指向待移除的结点时，我们首先让prev指针指向的结点指向next，然后将cur指针指向的结点释放掉

并将next指针赋值给cur指针，next指针再后移。

如此进行下去，直到链表遍历完毕，那么值为val的结点也就删除了。

二、考虑特殊情况

常见情况的分析往往只能解决问题的一般情况，并不能解决问题的极端情况。要真正解决问题，我们需要考虑到问题的极端情况。例如，当待移除的结点是第一个结点或是最后一个结点的情况，当链表为空的情况。

1.当链表的第一个结点为待移除的结点时

这时我们需要先将头指针指向next，然后释放cur指向的结点

并将next指针赋值给cur指针，next指针再后移。

2.当链表的最后一个结点为待移除的结点时

当排查到最后一个结点时，cur指向最后一个结点，next指针指向该结点指向的位置，即NULL。

我们用上面常规情况的方法对其进行分析，发现常规情况的思路适用于这种特殊情况。

并且发现遍历的终止条件，就是当cur为NULL的时候遍历停止。

3.当传入链表为空时

我们可以发现，若传入的链表为空链表（NULL），cur指针的值一开始就为空，而我们遍历的终止条件就是当cur为NULL时停止遍历，所以当传入链表为空时，直接执行到函数末尾，即返回头指针（NULL）。

代码实现

struct ListNode {
	int val;
	struct ListNode *next;
};

struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val)
{
	struct ListNode* prev = NULL;//记录待排查结点的前一个结点位置
	struct ListNode* cur = head;//记录当前正在排查的结点位置
	while (cur != NULL)//当cur为空时，循环停止
	{
		if (cur->val == val)//当前排查的结点是待移除的结点
		{
			struct ListNode* next = cur->next;//记录待排查结点的后一个结点位置
			if (cur == head)//待移除的结点是链表的第一个结点
			{
				head = next;//头指针指向next
				free(cur);//释放第一个结点
				cur = next;//将next指针赋值给cur指针
			}
			else//待移除的结点不是链表的第一个结点
			{
				prev->next = next;//prev指针指向的结点指向next
				free(cur);//将cur指针指向的结点释放掉
				cur = next;//将next指针赋值给cur指针
			}
		}
		else//当前排查的结点不是待移除的结点
		{
			prev = cur;//指针后移
			cur = cur->next;//指针后移
		}
	}
	return head;//返回新的头指针
}

思路二-尾插法

一、考虑常见情况

还可以通过遍历原链表，将不是val的值尾插到新链表newHead，这时删第一个也没有什么影响,转换成尾插的思路。
定义一个尾指针tail，第一次尾插需要赋值，newHead=tail=cur

cur->val!=val,尾插进新链表，再更新tail，tail->next=cur，tail=tail->next

cur->val==val,提前保存下一个节点，释放cur，将下一个赋值给cur

最后返回newHead

二、考虑特殊情况

1.当链表的最后一个结点为待删除的结点时

在删除最后一个（6）的时候，上一个节点tail（5）的next还指向（6），删除后就指向野指针了，所以需要tail->next=NULL

但如果最后一个为（7）,便会拿下来尾插，tail->next！=NULL，这时不会出现野指针

那综合上面两种情况，不如直接置空(tail->next=NULL)吧。但运行后发现还是有问题

2.当传入链表为空时

在链表为空时，循环根本不会进入，所以还要加一个链表为空的判断if(head==NULL)，直接return NULL，不删除了。但运行后发现还是有问题

2.当要删除所有节点时

若链表全是7的时候，这时所以节点都被删了，没有节点尾插了，newHead和tail还是空，又出现了野指针，所以干脆不判断链表为空，而是判断tail是否为空，若不为空，tail->next=NULL

 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     struct ListNode *next;
 * };
 */
struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val)
{
    struct ListNode*newHead=NULL,*tail=NULL;
    struct ListNode*cur=head;
    while(cur)
    {
        if(cur->val!=val)
        {
            //尾插
            if(tail==NULL)
            {
                newHead=tail=cur;
            }
            else
            {
                tail->next=cur;
                tail=tail->next;
            }
                cur=cur->next;
        }
        else
        {
        struct ListNode*next=cur->next;
        free(cur);
        cur=next;
        }
    }
    if(tail)
        tail->next=NULL;

    return newHead;
}

思路三-强行加上一个头结点

我们可能觉得思路一的代码比较复杂，当我们要移除某一个结点时，还需要判断该结点是否为第一个结点，那么有没有什么办法可以不用进行这一步操作呢？
回答是肯定的。办法就是在传入的链表前面强行加上一个头结点，并让链表原来的头指针指向该头结点，这样我们就不用判断待移除的结点是否为第一个结点了（因为现在第一个结点是头结点）。

在加了头结点后，我们就只需要根据常见情况的逻辑进行代码的编写即可。但是有一点不能忘记，就是在遍历完链表后要将头结点指向的位置（即第一个结点的位置）赋值给头指针，并将头结点释放掉，最后才能返回头指针。

代码实现

struct ListNode {
	int val;
	struct ListNode *next;
};
struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val)
{
	struct ListNode* guard = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));//申请一个头结点，返回其地址
	guard->next = head;//让头结点指向链表的第一个结点
	struct ListNode* cur = guard->next;//cur指针指向原链表第一个结点
	struct ListNode* prev = guard;//prev指针指向头结点
	while (cur != NULL)//当cur为空时，循环停止
	{
		if (cur->val == val)//当前排查的结点是待移除的结点
		{
			struct ListNode* next = cur->next;//记录待排查结点的后一个结点位置
			prev->next = next;//prev指针指向的结点指向next
			free(cur);//将cur指针指向的结点释放掉
			cur = next;//将next指针赋值给cur指针
		}
		else//当前排查的结点不是待移除的结点
		{
			prev = cur;//指针后移
			cur = cur->next;//指针后移
		}
	}
	head = guard->next;//将头结点指向的位置赋值给头指针，使头指针指向链表第一个结点
	free(guard);//释放头结点
	guard = NULL;//及时置空
	return head;//返回新的头指针
}

2.总结：

今天我们通过三种思路分析并完成移除链表元素这道链表OJ题目。总体来说，思路三会相较于前两个思路减少踩坑，但若是第一次遇见，也很难想到。希望我的文章和讲解能对大家的学习提供一些帮助。

当然，本文仍有许多不足之处，欢迎各位小伙伴们随时私信交流、批评指正！我们下期见~