力扣链表算法(c++)（代码随想录链表部分） |
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力扣链表算法(c++)（代码随想录链表部分）
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文章一部分内容和图片引用代码随想录和力扣官方题解。 链表算法（C++） 链表链表是一种通过指针串联在一起的线性结构，每一个节点由两部分组成，一个是数据域一个是指针域（存放指向下一个节点的指针），最后一个节点的指针域指向null（空指针的意思）。 链表的入口节点称为链表的头结点也就是head。 定义链表节点方式 // 单链表 struct ListNode { int val; // 节点上存储的元素 ListNode *next; // 指向下一个节点的指针 ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {} // 节点的构造函数 };如果不定义链表的构造函数，C++会自动生成一个无参的构成函数，在初始化的时候就不能直接给变量赋值。 性能分析
数组在定义的时候，长度就是固定的，如果想改动数组的长度，就需要重新定义一个新的数组。 链表的长度可以是不固定的，并且可以动态增删， 适合数据量不固定，频繁增删，较少查询的场景。 203.移除链表元素力扣题目链接(opens new window) 题意：删除链表中等于给定值 val 的所有节点。 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：[] 链表操作的两种方式： 直接使用原来的链表来进行删除操作。设置一个虚拟头结点在进行删除操作。使用原来的链表来进行删除操作，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。 以一种统一的逻辑来移除 链表的节点可以通过设置虚拟头结点的方式。 设置虚拟头结点 class Solution { public: ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) { ListNode* dHead = new ListNode(0); // 设置一个虚拟头结点 dHead->next = head; ListNode* cur = dHead; while(cur->next != NULL){ if(cur->next->val == val){ ListNode* temp = cur->next; cur->next = cur->next->next; delete temp; }else{ cur = cur->next; } } head=dHead->next; delete dHead; //删除虚拟头结点 return head; } }; 707.设计链表力扣题目链接(opens new window) 题意： 在链表类中实现这些功能： get(index)：获取链表中第 index 个节点的值。如果索引无效，则返回-1。addAtHead(val)：在链表的第一个元素之前添加一个值为 val 的节点。插入后，新节点将成为链表的第一个节点。addAtTail(val)：将值为 val 的节点追加到链表的最后一个元素。addAtIndex(index,val)：在链表中的第 index 个节点之前添加值为 val 的节点。如果 index 等于链表的长度，则该节点将附加到链表的末尾。如果 index 大于链表长度，则不会插入节点。如果index小于0，则在头部插入节点。deleteAtIndex(index)：如果索引 index 有效，则删除链表中的第 index 个节点。 class MyLinkedList { public: // 定义链表节点结构体 struct LinkedNode { int val; LinkedNode* next; LinkedNode(int val):val(val), next(nullptr){} }; // 初始化链表 MyLinkedList() { _dummyHead = new LinkedNode(0); // 这里定义的头结点 是一个虚拟头结点，而不是真正的链表头结点 _size = 0; } // 获取到第index个节点数值，如果index是非法数值直接返回-1， 注意index是从0开始的，第0个节点就是头结点 int get(int index) { if (index > (_size - 1) || index < 0) { return -1; } LinkedNode* cur = _dummyHead->next; while(index--){ // 如果--index 就会陷入死循环 cur = cur->next; } return cur->val; } // 在链表最前面插入一个节点，插入完成后，新插入的节点为链表的新的头结点 void addAtHead(int val) { LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val); newNode->next = _dummyHead->next; _dummyHead->next = newNode; _size++; } // 在链表最后面添加一个节点 void addAtTail(int val) { LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val); LinkedNode* cur = _dummyHead; while(cur->next != nullptr){ cur = cur->next; } cur->next = newNode; _size++; } // 在第index个节点之前插入一个新节点，例如index为0，那么新插入的节点为链表的新头节点。 // 如果index 等于链表的长度，则说明是新插入的节点为链表的尾结点 // 如果index大于链表的长度，则返回空 // 如果index小于0，则置为0，作为链表的新头节点。 void addAtIndex(int index, int val) { if (index > _size) { return; } if (index < 0) { index = 0; } LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val); LinkedNode* cur = _dummyHead; while(index--) { cur = cur->next; } newNode->next = cur->next; cur->next = newNode; _size++; } // 删除第index个节点，如果index 大于等于链表的长度，直接return，注意index是从0开始的 void deleteAtIndex(int index) { if (index >= _size || index < 0) { return; } LinkedNode* cur = _dummyHead; while(index--) { cur = cur ->next; } LinkedNode* tmp = cur->next; cur->next = cur->next->next; delete tmp; _size--; } // 打印链表 void printLinkedList() { LinkedNode* cur = _dummyHead; while (cur->next != nullptr) { cout next->val next; } cout 2->3->4->5->NULL 输出: 5->4->3->2->1->NULL class Solution { public: ListNode* reverseList(ListNode* head) { ListNode* pre = NULL; ListNode* cur = head; ListNode* temp; while(cur){ temp = cur->next; cur->next = pre; pre = cur; cur = temp; } return pre; } };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。 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。 总结双指针，注意空的情况，循环的时候要用一个空结点保存。 24. 两两交换链表中的节点力扣题目链接 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：
示例 2： 输入：head = [] 输出：[]示例 3： 输入：head = [1] 输出：[1] 迭代法使用虚拟头结点，使逻辑相似。
返回值：交换完成的子链表 调用单元：设需要交换的两个点为 head 和 next，head 连接后面交换完成的子链表，next 连接 head，完成交换 终止条件：head 为空指针或者 next 为空指针，也就是当前无节点或者只有一个节点，无法进行交换 19.删除链表的倒数第N个节点力扣题目链接(opens new window) 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。 进阶：你能尝试使用一趟扫描实现吗？ 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] 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。 class Solution { public: ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) { ListNode* dHead = new ListNode(0); dHead->next = head; ListNode* fast = dHead; ListNode* slow = dHead; while(n-- && fast !=nullptr){ fast = fast->next; } while(fast->next !=nullptr){ slow = slow->next; fast = fast->next; } slow->next = slow->next->next; return dHead->next; } }; 面试题 02.07. 链表相交力扣题目链接 给你两个单链表的头节点 headA 和 headB ，请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表没有交点，返回 null 。 图示两个链表在节点 c1 开始相交**：**
题目数据 保证 整个链式结构中不存在环。 注意，函数返回结果后，链表必须 保持其原始结构 。 求两个链表交点节点的指针。因为题目表述的是交点不是数值相等，而是指针相等，因此不用在意数值上的相等，只用比较指针是否相同（curA == curB） 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.(本质上是假定存在交点) 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，则找到交点。 class Solution { public: ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) { ListNode* curA=headA; ListNode* curB=headB; int lengthA =0; int lengthB = 0; while(curA!=NULL){ lengthA++; curA=curA->next; } while(curB!=NULL){ lengthB++; curB=curB->next; } curA =headA; curB = headB; if(lengthA next; } while(curA!=NULL){ if(curA == curB){ return curA; } curA=curA->next; curB=curB->next; } return NULL; } }; 总结哈希好用，题目有些绕。 142.环形链表II力扣题目链接(opens new window) 题意： 给定一个链表，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。 为了表示给定链表中的环，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。 说明：不允许修改给定的链表。
快慢指针，如果相遇，则必定有环。（一个快，一个慢，相遇了肯定是快的又回去了） 2.如果有环，如何找到这个环的入口从头结点出发一个指针，从相遇节点也出发一个指针，这两个指针每次只走一个节点， 那么当这两个指针相遇的时候就是 环形入口的节点。 假设从头结点到环形入口节点 的节点数为x。 环形入口节点到 fast指针与slow指针相遇节点 节点数为y。 从相遇节点 再到环形入口节点节点数为 z。 如图所示：
那么相遇时： slow指针走过的节点数为: x + y， fast指针走过的节点数：x + y + n (y + z)，n为fast指针在环内走了n圈才遇到slow指针， （y+z）为 一圈内节点的个数A。 因为fast指针是一步走两个节点，slow指针一步走一个节点， 所以 fast指针走过的节点数 = slow指针走过的节点数 * 2： (x + y) * 2 = x + y + n (y + z) 两边消掉一个（x+y）: x + y = n (y + z) 因为要找环形的入口，那么要求的是x，因为x表示 头结点到 环形入口节点的的距离。 所以要求x ，将x单独放在左面：x = n (y + z) - y , 再从n(y+z)中提出一个 （y+z）来，整理公式之后为如下公式：x = (n - 1) (y + z) + z 注意这里n一定是大于等于1的，因为 fast指针至少要多走一圈才能相遇slow指针。 先拿n为1的情况来举例，意味着fast指针在环形里转了一圈之后，就遇到了 slow指针了。 当 n为1的时候，公式就化解为 x = z， 这就意味着，从头结点出发一个指针，从相遇节点 也出发一个指针，这两个指针每次只走一个节点， 那么当这两个指针相遇的时候就是 环形入口的节点。 也就是在相遇节点处，定义一个指针index1，在头结点处定一个指针index2。 让index1和index2同时移动，每次移动一个节点， 那么他们相遇的地方就是 环形入口的节点。 class Solution { public: ListNode *detectCycle(ListNode *head) { ListNode* fast = head; ListNode* slow = head; while(fast!=NULL && fast->next!=NULL){ //fast!=NULL 在前， slow = slow->next; fast = fast->next->next; if(fast == slow){ ListNode* i = head; ListNode* j = fast; while(i !=j){ i=i->next; j=j->next; } return i; } } return NULL; } }; |
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