【剑指Offer专题】链表系列：从尾到头打印链表、反转链表、回文链表、合并两个排序的链表（C++和Python实现）

深度学习技术前沿公众号博主

发布于 2020-05-18 15:06:07

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发布于 2020-05-18 15:06:07

文章被收录于专栏：深度学习技术前沿深度学习技术前沿

剑指Offer（三）：从尾到头打印链表

输入一个链表的头节点，从尾到头反过来返回每个节点的值（用数组返回）。

示例 1：

输入：head = [1,3,2]
输出：[2,3,1]

1、思路

通常，这种情况下，我们不希望修改原链表的结构。返回一个反序的链表，这就是经典的“后进先出”，我们可以使用栈实现这种顺序。每经过一个结点的时候，把该结点放到一个栈中。当遍历完整个链表后，再从栈顶开始逐个输出结点的值，给一个新的链表结构，这样链表就实现了反转。

2、代码

C++实现：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<int> reversePrint(ListNode* head) {
        stack<int> result;
        vector<int> reverse;
        ListNode* nodes = head;
        while(nodes !=NULL){
            result.push(nodes->val);
            nodes = nodes->next;
        }
        while(!result.empty()){
            reverse.push_back(result.top());
            result.pop();
        }
        return reverse;

    }
};

Python实现：

# -*- coding:utf-8 -*-
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def printListFromTailToHead(self, listNode):
        # write code here
        result = []
        while listNode:
            result.insert(0, listNode.val)
            listNode = listNode.next
        return result

剑指Offer（十五）：反转链表

反转一个单链表。

示例:

输入: 1->2->3->4->5->NULL
输出: 5->4->3->2->1->NULL

1、思路

这个很简单，我们使用三个指针，分别指向当前遍历到的结点、它的前一个结点以及后一个结点。
在遍历列表时，将当前节点的 next 指针改为指向前一个元素.

2、代码

C++：


/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode* pReversedHead = NULL;
        ListNode* pNode = head;
        ListNode* pPrev = NULL;
        while(pNode != NULL){
            ListNode* pNext = pNode->next;
            if(pNext == NULL){
                pReversedHead = pNode;
            }
            pNode->next = pPrev;
            pPrev = pNode;
            pNode = pNext;
        }
        return pReversedHead;
    }
};

python:


# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def reverseList(self, head: ListNode) -> ListNode:
        if not head or not head.next:
            return head
        last = None

        while head:
            tmp = head.next
            head.next = last
            last = head
            head = tmp
        return last

LeetCode 234. 回文链表

请判断一个链表是否为回文链表。

示例 1:

输入: 1->2 输出: false

示例 2:

输入: 1->2->2->1 输出: true

1、算法思路

复制链表值到数组列表中。
使用双指针法判断是否为回文。

遍历链表将值复制到数组列表中。用 currentNode 指向当前节点。每次迭代向数组添加 currentNode.val，并更新 currentNode = currentNode.next，当 currentNode = null 则停止循环。
在 Python 中，很容易构造一个列表的反向副本，也很容易比较两个列表。因此最好使用双指针法来检查是否为回文。我们在起点放置一个指针，在结尾放置一个指针，每一次迭代判断两个指针指向的元素是否相同，若不同，返回 false；相同则将两个指针向内移动，并继续判断，直到相遇。

在编码的过程中，注意我们比较的是节点值的大小，而不是节点本身。正确的比较方式是：node_1.val == node_2.val。而 node_1 == node_2 是错误的。

2、复杂度分析

时间复杂度：O(n)，其中 n 指的是链表的元素个数。
- 第一步：遍历链表并将值复制到数组中，O(n)。
- 第二步：双指针判断是否为回文，执行了 O(n/2)次的判断，即 O(n)。
- 总的时间复杂度：O(2n) = O(n)。
空间复杂度：O(n)，其中 n 指的是链表的元素个数，我们使用了一个数组列表存放链表的元素值。

3、代码实现：

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def isPalindrome(self, head: ListNode) -> bool:
        vals = []
        current_node = head
        while current_node is not None:
            vals.append(current_node.val)
            current_node = current_node.next
        return vals == vals[::-1]

剑指Offer（十六）：合并两个排序的链表

输入两个单调递增的链表，输出两个链表合成后的链表，当然我们需要合成后的链表满足单调不减规则。

1、思路

先判断输入的链表是否为空的指针。如果第一个链表为空，则直接返回第二个链表；如果第二个链表为空，则直接返回第一个链表。如果两个链表都是空链表，合并的结果是得到一个空链表。
两个链表都是排序好的，我们只需要从头遍历链表，判断当前指针，哪个链表中的值小，即赋给合并链表指针即可。使用递归就可以轻松实现。

2、代码实现

C++:


/*
struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
    ListNode(int x) :
            val(x), next(NULL) {
    }
};*/
class Solution {
public:
    ListNode* Merge(ListNode* pHead1, ListNode* pHead2)
    {
        //判断指针是否为空
        if(pHead1 == NULL){
            return pHead2;
        }
        else if(pHead2 == NULL){
            return pHead1;
        }
        ListNode* pMergedHead = NULL;
        if(pHead1->val < pHead2->val){
            pMergedHead = pHead1;
               pMergedHead->next = Merge(pHead1->next, pHead2);
        }
        else{
            pMergedHead = pHead2;
               pMergedHead->next = Merge(pHead1, pHead2->next);
        }
        return pMergedHead;
    }
};

Python:


# -*- coding:utf-8 -*-
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None
class Solution:
    # 返回合并后列表
    def Merge(self, pHead1, pHead2):
        # write code here
        if not pHead1:
            return pHead2
        if not pHead2:
            return pHead1
        pMergeHead = None
        if pHead1.val < pHead2.val:
            pMergeHead = pHead1
            pMergeHead.next = self.Merge(pHead1.next, pHead2)
        else:
            pMergeHead = pHead2
            pMergeHead.next = self.Merge(pHead1, pHead2.next)
        return pMergeHead

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原始发表：2020-05-05，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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