题目难度: 中等
原题链接
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题目描述
给定循环单调非递减列表中的一个点，写一个函数向这个列表中插入一个新元素 insertVal ，使这个列表仍然是循环升序的。
给定的可以是这个列表中任意一个顶点的指针，并不一定是这个列表中最小元素的指针。
如果有多个满足条件的插入位置，可以选择任意一个位置插入新的值，插入后整个列表仍然保持有序。
如果列表为空（给定的节点是 null），需要创建一个循环有序列表并返回这个节点。否则。请返回原先给定的节点。
示例 1：
- 输入：head = [3,4,1], insertVal = 2
- 输出：[3,4,1,2]
- 解释：在上图中，有一个包含三个元素的循环有序列表，你获得值为 3 的节点的指针，我们需要向表中插入元素 2 。新插入的节点应该在 1 和 3 之间，插入之后，整个列表如上图所示，最后返回节点 3 。
示例 2：
- 输入：head = [], insertVal = 1
- 输出：[1]
- 解释：列表为空（给定的节点是 null），创建一个循环有序列表并返回这个节点。
示例 3：
- 输入：head = [1], insertVal = 0
- 输出：[1,0]
提示：
- 0 <= Number of Nodes <= 5 * 10^4
- -10^6 <= Node.val <= 10^6
- -10^6 <= insertVal <= 10^6
题目思考
- 新元素有哪些可能的情况？
解决方案
思路
- 分析题目, 待插入的新元素有以下几种情况:
- 原链表为空, 则插入新节点并指向自身
- 新元素的大小介于原链表某两个节点之间, 则插入到这两个节点之间
- 新元素的大小比原链表的最大节点还要大, 或者比最小节点还要小, 则插入到原链表最后一个最大节点之后
- 综上所述, 我们先判断原始链表是否为空, 是的话处理情况 1
- 否则的话遍历链表节点, 并额外维护一个指针, 指向最后一个最大节点
- 如果遍历到某个节点后满足了情况 2, 则直接插入新节点, 并返回原来给定的节点
- 如果遍历完了所有节点仍未返回, 则说明是情况 3, 将新节点插入到最后一个最大节点之后, 并返回原来给定的节点
- 下面代码有详细的注释, 方便大家理解
复杂度
- 时间复杂度 O(N): 只需要遍历每个节点一次
- 空间复杂度 O(1): 只使用了几个常数空间的变量
代码
class Solution:
def insert(self, head: "Node", insertVal: int) -> "Node":
if not head:
# 情况1: 原始链表为空, 新建指向自身的节点并返回
head = Node(insertVal)
head.next = head
return head
# 维护当前节点和最后最大节点
cur = head
mx = head
while True:
if cur.val <= insertVal <= cur.next.val:
# 情况2: 找到插入位置了, 直接插入~
cur.next = Node(insertVal, cur.next)
return head
if cur.val >= mx.val:
# 更新最大节点, 特别注意需要插入到最后一个最大值之后 (例如1,2,3,3插入4, 如果存的是第一个3, 则错误插入成1,2,3,4,3)
# 所以更新时相等也要更新最大值, 保证mx指向最后一个最大节点!!!
mx = cur
cur = cur.next
if cur == head:
# 所有节点都遍历过了, 退出循环
break
# 情况3: 此时说明插入数字要么大于所有, 要么小于所有, 统一插入到最后一个最大节点之后~
mx.next = Node(insertVal, mx.next)
return head
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