移除链表元素
题目连接:
https://leetcode.cn/problems/remove-linked-list-elements/description/
使用双指针法,开始时,一个指针指向头节点,另一个指针指向头节点的下一个结点,然后开始遍历链表删除结点。
这里要注意如果是空链表的话,使用双指针第二个指针会发生空指针异常,所以要判断一下
最后程序运行到最后,我们还差头节点没有判断,最后加上即可。
class Solution {
public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
if(head == null) {
return head;
}
ListNode prev = head;
ListNode cur = head.next;
while(cur != null) {
if(cur.val == val) {
prev.next = cur.next;
} else {
prev = cur;
}
cur = cur.next;
}
if(head.val == val) {
head = head.next;
}
return head;
}
}
反转链表
题目连接:
https://leetcode.cn/problems/reverse-linked-list/description/
我们还是使用双指针,不过这次有一个指针就是头指针,因为反转链表之后的头指针会发生改变,那还不如直接让头指针一起移动,先将另一个指针指向头指针的下一个结点,然后开始遍历链表,把每一个结点的指针指向的对象变为前面的对象。
class Solution {
public ListNode reverseList(ListNode head) {
if(head == null) {
return head;
}
ListNode cur = head.next;
head.next = null;
while(cur != null) {
ListNode tmp = cur.next;
cur.next = head;
head = cur;
cur = tmp;
}
return head;
}
}
链表的中间结点
题目链接:
https://leetcode.cn/problems/middle-of-the-linked-list/description/
使用快慢指针,快指针每次走两步,慢指针每次走一步,最后慢指针所指向的结点就是 中间结点
原理:fast = 2slow = 总路程
这里要注意循环的结束条件:
当fast== null 并且 fast.next == null时,才能进入循环,并且 fast==null,要放在前面,因为只用fast不是null时才能进行 fast.next 的判断
class Solution {
public ListNode middleNode(ListNode head) {
ListNode fast = head;
ListNode slow = head;
while(fast != null && fast.next != null) {
fast = fast.next.next;
slow = slow.next;
}
return slow;
}
}
返回倒数第 k 个节点
题目链接:
https://leetcode.cn/problems/kth-node-from-end-of-list-lcci/description/
还是使用快慢指针,先让快指针走 k-1 步,然后慢指针和快指针一起走,每次走一步,最后快指针走到最后一个结点时,慢指针所指向的节点就是倒数第 k 个节点。
原理就是让slow和fast的差值j就是k
class Solution {
public int kthToLast(ListNode head, int k) {
ListNode fast = head;
ListNode slow = head;
for(int i=0; i<k-1; i++) {
fast = fast.next;
}
while(fast.next != null) {
slow = slow.next;
fast = fast.next;
}
return slow.val;
}
}
合并两个有序的链表
题目链接:
https://leetcode.cn/problems/merge-two-sorted-lists/description/
创建一个新的头节点,list1和list2开始遍历各自的链表,然后比较,插入到新链表中,最后再看一下哪些链表没有遍历完,然后把没有遍历完的链表直接插入即可。
class Solution {
public ListNode mergeTwoLists(ListNode list1, ListNode list2) {
if(list1 == null) {
return list2;
}
if(list2 == null) {
return list1;
}
ListNode newHead = new ListNode();
ListNode cur = newHead;
while(list1 != null && list2 != null) {
if(list1.val < list2.val) {
cur.next = list1;
list1 = list1.next;
} else {
cur.next = list2;
list2 = list2.next;
}
cur = cur.next;
}
if(list1 != null) {
cur.next = list1;
}
if(list2 != null) {
cur.next = list2;
}
return newHead.next;
}
}
分割链表
题目链接:
https://www.nowcoder.com/practice/0e27e0b064de4eacac178676ef9c9d70?tpId=8&&tqId=11004&rp=2&ru=/activity/oj&qru=/ta/cracking-the-coding-interview/question-ranking
我们可以将单链表拆成两个链表,一个链表存储小于x 的结点,另一个链表存储大于等于x 的结点,然后将两个链表合并
这里建议使用带头链表,也就是我们常说的带哨兵位的链表,这个链表最大的好处就是可以避免头插的复杂情况,既然使用了哨兵位,就要知道最后哨兵位是要被丢弃的。
public class Partition {
public ListNode partition(ListNode pHead, int x) {
ListNode headA = new ListNode(-1);
ListNode aLast = headA;
ListNode headB = new ListNode(-1);
ListNode bLast = headB;
ListNode cur = pHead;
while(cur != null) {
if(cur.val < x) {
aLast.next = cur;
aLast = aLast.next;
} else {
bLast.next = cur;
bLast = bLast.next;
}
cur = cur.next;
}
aLast.next = headB.next;
bLast.next = null;
return headA.next;
}
}
链表的回文结构
题目链接:
https://www.nowcoder.com/practice/d281619e4b3e4a60a2cc66ea32855bfa?tpId=49&&tqId=29370&rp=1&ru=/activity/oj&qru=/ta/2016test/question-ranking
解题思路:
我们可以使用快慢指针来遍历链表找到中间结点,然后就可以把后半部分的链表进行反转,之后从这个链表头尾结点开始向中间遍历。
易错点:
1.链表的结点个数有奇数和偶数两种类型,我们需要分别讨论
2.区分奇数个结点还是偶数个结点可以从一开始找完中间结点的时候,从fast入手,因为找中间结点的循环结束就是fast最后指向尾节点还是null。
3.要一定要保存好fast的信息,因为后面在反转链表的时候fast其实已经发生了改变。
public class PalindromeList {
public boolean chkPalindrome(ListNode A) {
//如果是空链表返回true
if(A == null) {
return true;
}
ListNode slow = A;
ListNode fast = A;
//找到中间结点
while(fast != null && fast.next != null) {
fast = fast.next.next;
slow = slow.next;
}
//保存fast的结点信息,避免后面反转链表丢失信息
boolean isOdd = true;//是否是奇数个结点
if(fast == null) {
isOdd = false;
}
//反转后半部分的链表
ListNode prev = slow;
ListNode cur = slow.next;
while(cur != null) {
ListNode curN = cur.next;
cur.next = prev;
prev = cur;
cur = curN;
}
//前后遍历链表
ListNode pA = A;
ListNode last = prev;
//偶数个结点
if(!isOdd) {
while(pA.next != last) {
if(pA.val != last.val) {
return false;
}
pA = pA.next;
last = last.next;
}
if(pA.val != last.val) {
return false;
}
}
if (isOdd) { //奇数个结点
while(pA != last) {
if(pA.val != last.val) {
return false;
}
pA = pA.next;
last = last.next;
}
}
return true;
}
}
相交链表
题目链接:
https://leetcode.cn/problems/intersection-of-two-linked-lists/
由于是相交链表,在公共结点之前两个链表可能有一个差值,如果我们能找到这个差值,让长的链表先走差值不属,然后两个链表一起遍历,直到相遇到公共结点。
这个差值就是两个链表的长度的差。
public class Solution {
public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
int lenA = 0;
int lenB = 0;
ListNode cur = headA;
while(cur != null) {
lenA++;
cur = cur.next;
}
cur = headB;
while(cur != null) {
lenB++;
cur = cur.next;
}
int k = 0;
ListNode pl = null;
ListNode ps = null;
if(lenA > lenB) {
k = lenA - lenB;
pl = headA;
ps = headB;
} else {
k = lenB - lenA;
pl = headB;
ps = headA;
}
while(k != 0) {
pl = pl.next;
k--;
}
while(pl != ps) {
pl = pl.next;
ps = ps.next;
}
return pl;
}
}
环形链表
题目链接:
https://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle/
这里使用快慢指针,快指针一次走两步,慢指针一次走一步,当快指针运动到fast == null 或者 fast .next == null 这个条件时,说明链表不存在环,如果有链表存在环,那么快指针就会先进入到环中一直做圆周运动,一定会存在某一个时刻快慢指针会相遇,这时候返回true即可。
public class Solution {
public boolean hasCycle(ListNode head) {
ListNode fast = head;
ListNode slow = head;
while(fast != null && fast.next != null) {
fast = fast.next.next;
slow = slow.next;
if(fast == slow) {
return true;
}
}
return false;
}
}
为什么快指针每次走两步,慢指针走一步可以?
快指针会率先进入环中,然后慢指针后晚一点进入环中,由于两个指针的速度是每次差一步,也就是说两个指针每运动一次,二者之间的距离就会缩短1步,最后两个指针一定会相遇。
快指针一次走3步,走4步,…n步行吗?
快指针如果每次走三步,假设两个指针的位置如下:
那二者永远都不会相遇
其他情况由读者自行探讨~~
环形链表Ⅱ (找入口点)
题目链接:
https://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle-ii/description/
我们还是使用快慢指针来做。
假设起点与入口点的距离为 x ,环的周长为 C ,慢指针与快指针相遇点离起点的距离为L :
慢指针所走的路程为 x + L
快指针所走的路程为 x + L + nC (n为正整数,n = 1,2,3,4…)
这里解释一下两者的路程计算问题:
在慢指针还没有进入口点的时候,就已经至少路过一次相遇点,所以当慢指针刚刚进入环中的时候,快指针最少已经走了一圈,最多走了 n 圈。
因为慢指针刚进入环中的时候,快指针和它最多相差一个圈的距离,并且快指针的速度比慢指针的速度要快,所以慢指针是不可能走完一圈的(假设慢指针走完一圈,那快指针一定走完一圈再多一点,所以慢指针在完成一圈之前一定会被追上),所以慢指针所走的路程为 x + L,快指针所走的路程为 x + L + nC (n为正整数,n = 1,2,3,4…)中的 nC 是遇到慢指针之前就已经完成好的
当快慢指针在环中相遇时,由于快指针的速度是慢指针的速度的两倍,所以慢指针的路程是快指针的一半,即 2 * (x + L) = x + L + nC,化简整理得 x + L = nC 即 x = nC - L
推导结论:
让一个指针从头开始遍历,另一个指针从相遇点开始遍历,两个指针每次走一步,一定会在入口点相遇。
public class Solution {
public ListNode detectCycle(ListNode head) {
ListNode slow = head;
ListNode fast = head;
while(fast != null && fast.next != null) {
fast = fast.next.next;
slow = slow.next;
if(slow == fast) {
break;
}
}
//没有环
if(fast == null || fast.next == null) {
return null;
}
ListNode meet = fast;
ListNode str = head;
while(meet != str) {
meet = meet.next;
str = str.next;
}
return str;
}
}