初阶链表刷题
- 翻转单链表(链接在末尾)
- 链表的倒数第K个结点(链接在末尾)
- 普通解法
- 进阶解法
注意!!!
学习的是解题的思维!
翻转单链表(链接在末尾)
解题思路
如果给你一个1->2->3->4->5->null的链表,你需要将他改为5->4->3->2->1->null
迭代解法
我们先看图理解一下
- 在第一步:我们要做的是将
cur.next
指向prev
,但是当我的cur.next
指向prev
时就找不到了下一个结点。- 第二步:所以我们需要再定义一个指针去存储
cur
的下一个结点curNext=cur.next
,保存下一个结点后,我们就可以让cur.next=prev
了,接下来呢?- 第三步:我们需要做的就是让cur向右移,再让cur的next指向
1
这个结点,那么我们如何找到1
这个结点呢?可以看到,我们的cur.next=null
时,我们的cur正好是1这个结点,所以呢?我们就可以将cur赋值给prev:prev=cur
,这样我们的prev就是1这个结点了(蓝框上部分)。- 第四步:因为
curNext
指针存了下一个结点的地址,所以我们可以直接让cur=curNext
,这样我们的cur就是下一个结点了,经过这个操作之后再将curNext
置为cur
的后一个结点,也就是curNext=cur.next
- 最后如蓝色框上部分
如果还有疑问,那就看下图
在遍历链表时,将当前节点的
cur.next
指针改为指向前一个节点。由于找不到前一个节点,因此必须事先存储其前一个节点。在更改引用之前,还需要存储后一个节点。最后返回新的头引用。
代码如下
class Solution {
public ListNode reverseList(ListNode head) {
//没有结点或者只有一个结点不需要逆置
if (head==null||head.next==null) {
return head;
}
ListNode prev=null;//记录前一个节点
ListNode cur=head;//记录当前结点
while (cur!=null) {
//记录后一个结点
ListNode curNext=cur.next;
cur.next=prev;//当前结点的next指向前一个节点
prev=cur;//将前一个结点移动到当前结点
cur=curNext;//当前结点移动到下一个结点
}
//最后返回头节点
return prev;
}
复杂度分析:
- 时间复杂度O(n),其中
N
是给定链表中的结点数目。 - 空间复杂度O(1)
链表的倒数第K个结点(链接在末尾)
普通解法
很显然,求倒数第k个,可以转换成求正数第多少个呢?
我们来看图
我们总共有五个结点,如果需要找到倒数第3个,那就是正数第二个,也就是正数第n-k个,n为链表长度。
- 第一步:遍历链表记录链表的长度
- 第二步:用链表长度减去k,也就是n-k,求出正数第几位
- 第三步:再次遍历链表,当循环n-k次后退出循环并返回
如图:
第一遍遍历
第二遍遍历
有了上面的过程,还需要考虑2个细节
- k<=0 或者头结点最开始就为空,也就是没有节点
- 节点的总个数 < K
代码如下
public class Solution {
public ListNode FindKthToTail(ListNode head,int k) {
//判断链表是不是为空,并且k不能小于等于0
if (k<=0||head==null) {
return null;
}
int n=0;//记录链表长度
ListNode cur=head;
while (cur!=null) {
cur=cur.next;
n++;
}
//当我的链表长度小于K说明K不在链表里面
if(n<k) {
return null;
}
cur=head;
int size=n-k;//循环size次
while(size>0) {
cur=cur.next;
size--;
}
return cur;
}
n为链表的总长度,如果k总是在倒数第一个节点,那么此方法需要遍历链表2次,最坏时间复杂度为O(2*n)
复杂度分析:
- 时间复杂度O(2*n) 其中
N
是给定链表中的结点数目。 - 空间复杂度O(1)
进阶解法
定义一个快慢指针,先让快指针走K步,然后慢指针和快指针一起走,当快指针为null时,我们的慢指针就是倒数第K个数。
究竟上面的原理是如何推理出来的呢?
我们看图演示
第一步:先让快指针cur走K步,如图二
第二步:快指针,慢指针一起走,当快指针为null时退出循环
第三步:此时prev就是倒数第K个结点,返回prev就行
具体过程如下
使用如图的快慢指针,首先让快指针先行k步,然后让快慢指针每次同行一步,直到快指针指向空节点,慢指针就是倒数第K个节点
代码入下
注意注释!!!
public class Solution {
public ListNode FindKthToTail(ListNode head,int k) {
//判断链表是不是为空,并且k不能小于等于0
if (k<=0||head==null) {
return null;
}
int n=0;
ListNode prev=head;
ListNode cur=head;
while (n<k) {
//判断cur是否为null
//如果为null返回null
if (cur==null) {
return null;
}
cur=cur.next;
n++;
//如果将if放到下面,
//那么判断倒数第n个结点时就会出错,n是链表长度,
//也就是查找链表头节点时会报错
//if (cur==null) {
// return null;
// }
}
while (cur!=null) {
prev=prev.next;
cur=cur.next;
}
return prev;
}
}
作者总结:
有一个极端条件就是当倒数第K个结点是头节点时,不能将if放到我在代码注释的那个位置,如下图
如果在下面判断当
cur == null
时就退出,那么存在一种情况就是当我的cur==null
时,我的prev就是倒数第5个结点符合条件,如果此时退出结果就会和预期结果不一样,所以我们将判断的条件写在了上面,那样的话,只有当我们的n没有符合条件时并且cur==null
,才返回null,这样就避免了上面的错误
反转一个单链表:oj题
输入一个链表,输出该链表中倒数第k个结点oj题
下期预告:合并两个有序链表,判断回文链表,链表的相交结点