链表-题解

2021年9月11日 7点热度 0条评论 来源: ML李嘉图

移除链表元素

这里以链表 1 4 2 4 来举例,移除元素4。

移除头结点和移除其他节点的操作是不一样的,因为链表的其他节点都是通过前一个节点来移除当前节点,

而头结点没有前一个节点。

所以头结点如何移除呢,其实只要将头结点向后移动一位就可以,这样就从链表中移除了一个头结点。

也有另外的一种逻辑:可以设置一个虚拟的头结点,就可以统一操作了。

翻转指针

双指针法

伪代码:

  • 首先定义一个cur指针,指向头结点,再定义一个pre指针,初始化为null。

  • 然后就要开始反转了,首先要把 cur->next 节点用tmp指针保存一下,也就是保存一下这个节点。

为什么要保存一下这个节点呢,因为接下来要改变 cur->next 的指向了,将cur->next 指向pre ,此时已经反转了第一个节点了。

  • 接下来,就是循环走如下代码逻辑了,继续移动pre和cur指针。

  • 最后,cur 指针已经指向了null,循环结束,链表也反转完毕了。 此时我们return pre指针就可以了,pre指针就指向了新的头结点。

// 双指针
class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        
        ListNode prev = null;
        ListNode cur = head;
        ListNode temp = null;
        
        while (cur != null) {
            temp = cur.next;// 保存下一个节点
            cur.next = prev;
            prev = cur;
            cur = temp;
        }
        
        return prev;
    }
}

递归实现

// 递归 
class Solution {
    
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        return reverse(null, head);
    }

    private ListNode reverse(ListNode prev, ListNode cur) {
        if (cur == null) {
            return prev;
        }
        ListNode temp = null;
        temp = cur.next;// 先保存下一个节点
        cur.next = prev;// 反转
        // 更新prev、cur位置
        prev = cur;
        cur = temp;
        return reverse(prev, cur);
    }
}

两两交换链表中的节点

// 递归版本
class Solution {
    public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        // base case 退出提交
        if(head == null || head.next == null) return head;
        // 获取当前节点的下一个节点
        ListNode next = head.next;
        // 进行递归
        ListNode newNode = swapPairs(next.next);
        // 这里进行交换
        next.next = head;
        head.next = newNode;

        return next;
    }
} 



// 虚拟头结点
class Solution {
  public ListNode swapPairs(ListNode head) {

    ListNode dummyNode = new ListNode(0);
    dummyNode.next = head;
    ListNode prev = dummyNode;

    while (prev.next != null && prev.next.next != null) {
      ListNode temp = head.next.next; // 缓存 next
      prev.next = head.next;          // 将 prev 的 next 改为 head 的 next
      head.next.next = head;          // 将 head.next(prev.next) 的next,指向 head
      head.next = temp;               // 将head 的 next 接上缓存的temp
      prev = head;                    // 步进1位
      head = head.next;               // 步进1位
    }
    return dummyNode.next;
  }
}

删除链表的倒数第N个节点

双指针的经典应用,

如果要删除倒数第n个节点,让fast移动n步,然后让fast和slow同时移动,直到fast指向链表末尾。

删掉slow所指向的节点就可以了。

定义fast指针和slow指针,初始值为虚拟头结点

  • fast首先走n + 1步 ,为什么是n+1呢,因为只有这样同时移动的时候slow才能指向删除节点的上一个节点(方便做删除操作)

  • fast和slow同时移动,直到fast指向末尾

  • 删除slow指向的下一个节点

代码:

class Solution {
    public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
        ListNode dummy = new ListNode(-1);
        dummy.next = head;

        ListNode slow = dummy;
        ListNode fast = dummy;
        while (n-- > 0) {
            fast = fast.next;
        }
        // 记住 待删除节点slow 的上一节点
        ListNode prev = null;
        while (fast != null) {
            prev = slow;
            slow = slow.next;
            fast = fast.next;
        }
        // 上一节点的next指针绕过 待删除节点slow 直接指向slow的下一节点
        prev.next = slow.next;
        // 释放 待删除节点slow 的next指针, 这句删掉也能AC
        slow.next = null;

        return dummy.next;
    }
}

链表相交

  • 我们求出两个链表的长度,并求出两个链表长度的差值,然后让curA移动到,和curB 末尾对齐的位置

  • 此时我们就可以比较curA和curB是否相同,如果不相同,同时向后移动curA和curB,如果遇到curA == curB,则找到焦点。

  • 否则循环退出返回空指针。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        ListNode curA = headA;
        ListNode curB = headB;
        int lenA = 0, lenB = 0;
        while (curA != null) { // 求链表A的长度
            lenA++;
            curA = curA.next;
        }
        while (curB != null) { // 求链表B的长度
            lenB++;
            curB = curB.next;
        }
        curA = headA;
        curB = headB;
        // 让curA为最长链表的头,lenA为其长度
        if (lenB > lenA) {
            //1. swap (lenA, lenB);
            int tmpLen = lenA;
            lenA = lenB;
            lenB = tmpLen;
            //2. swap (curA, curB);
            ListNode tmpNode = curA;
            curA = curB;
            curB = tmpNode;
        }
        // 求长度差
        int gap = lenA - lenB;
        // 让curA和curB在同一起点上(末尾位置对齐)
        while (gap-- > 0) {
            curA = curA.next;
        }
        // 遍历curA 和 curB,遇到相同则直接返回
        while (curA != null) {
            if (curA == curB) {
                return curA;
            }
            curA = curA.next;
            curB = curB.next;
        }
        return null;
    }
    
}

环形链表II

主要考察两知识点:

  • 判断链表是否环
  • 如果有环,如何找到这个环的入口

判断链表是否有环

可以使用快慢指针法, 分别定义 fast 和 slow指针,从头结点出发,fast指针每次移动两个节点,slow指针每次移动一个节点,

如果 fast 和 slow指针在途中相遇 ,说明这个链表有环。

public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head;
        while (fast != null && fast.next != null) {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
            if (slow == fast) {// 有环
                ListNode index1 = fast;
                ListNode index2 = head;
                // 两个指针,从头结点和相遇结点,各走一步,直到相遇,相遇点即为环入口
                while (index1 != index2) {
                    index1 = index1.next;
                    index2 = index2.next;
                }
                return index1;
            }
        }
        return null;
    }
}
    原文作者:ML李嘉图
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