算法：链表
链表的题目一定要画出来，然后理清前后顺序关系，一般解法是遍历，快慢指针，二分查找等；
例题
移除链表元素
给你一个链表的头节点 head 和一个整数 val ，请你删除链表中所有满足 Node.val == val 的节点，并返回 新的头节点 。遍历即可，原地删除方法是当cur.next==val时候cur.next = cur.next.next， 注意头部是否可以增添一个空的，便于比较第一个节点。
•python
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
# def __init__(self, val=0, next=None):
# self.val = val
# self.next = next
class Solution:
def removeElements(self, head: ListNode, val: int) -> ListNode:
head = ListNode(next=head)
cur = head
while cur.next:
if cur.next.val == val:
cur.next = cur.next.next # remove cur.next 此时并不需要变更此时的cur，因为还需要继续判断接下来的数字
else:
cur = cur.next
return head.next•c++
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
* ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
* ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
struct ListNode* dummyHead = new ListNode(0, head);
dummyHead -> next = head;
struct ListNode* cur = dummyHead;
while(cur->next != NULL)
{
if(cur->next->val == val)
{
cur->next = cur->next->next;
}
else
{
cur = cur->next;
}
}
return dummyHead->next;
delete dummyHead;
}
};旋转链表
给你一个链表的头节点 head ，旋转链表，将链表每个节点向右移动 k 个位置。
示例 1：输入：head = [1,2,3,4,5], k = 2 输出：[4,5,1,2,3]
类似这种旋转链表的问题，可以先将单链表变成循环链表，尾部节点的下一个节点是头节点，再判断需要走几步，断掉，就变成旋转链表了。难点确定走几步：
•首先遍历整个单链表获得长度；•再使用k对长度取模，判断余数，余数就是要往右走的步数•但是确定头节点的位置为 链表长度-走的步数 才是真实要走的步数
python
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
# def __init__(self, val=0, next=None):
# self.val = val
# self.next = next
class Solution:
def rotateRight(self, head: Optional[ListNode], k: int) -> Optional[ListNode]:
if k==0 or not head or not head.next:
return head
length = 0
temp = head
# 获得长度，注意最后一个节点没有算进去
while temp.next:
length += 1
temp = temp.next
# 最后一个节点与第一个节点串起来
temp.next = head
# 判断需要走的步长
k = k % (length+1) # length+1才是真实长度
temp = head
for i in range(length-k):
temp = temp.next
head = temp.next # 断开后 后面的节点成为首节点
temp.next = None
return headc++
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
* ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
* ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode* rotateRight(ListNode* head, int k) {
if (k == 0 || head == nullptr || head->next == nullptr) {
return head;
}
int n = 1; // 起始为1
ListNode* iter = head;
while (iter->next != nullptr) {
iter = iter->next;
n++;
}
int add = n - k % n;
if (add == n) {
return head;
}
iter->next = head;
while (add--) {
iter = iter->next;
}
ListNode* ret = iter->next;
iter->next = nullptr;
return ret;
}
};合并两个有序列表
将两个升序链表合并为一个新的 升序 链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。示例 1：输入：l1 = [1,2,4], l2 = [1,3,4] 输出：[1,1,2,3,4,4]
两个指针互相进行比较，如果值大就继续，直到有一个指针到末尾之后，再拼接剩余的链表。或者用递归的方法，只比较第一个元素，剩余的元素又跟原始问题一样。
递归法
•python
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
# def __init__(self, val=0, next=None):
# self.val = val
# self.next = next
class Solution:
def mergeTwoLists(self, list1: Optional[ListNode], list2: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
if list1 is None:
return list2
elif list2 is None:
return list1
elif list1.val <= list2.val:
list1.next = self.mergeTwoLists(list1.next, list2)
return list1
else:
list2.next = self.mergeTwoLists(list1, list2.next)
return list2•c++
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
* ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
* ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode* mergeTwoLists(ListNode* list1, ListNode* list2) {
if(list1 == nullptr)
{
return list2;
}
else if(list2 == nullptr)
{
return list1;
}
else if(list1 -> val <= list2->val)
{
list1->next = mergeTwoLists(list1->next, list2);
return list1;
}
else
{
list2->next = mergeTwoLists(list1, list2->next);
return list2;
}
}
};迭代遍历 先定义一个哨兵，然后逐个比较，将小的添加到哨兵后面,以及备份一个哨兵，当第一个哨兵遍历完成后，备份哨兵的下一个就是头节点。
•python
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
# def __init__(self, val=0, next=None):
# self.val = val
# self.next = next
class Solution:
def mergeTwoLists(self, list1: Optional[ListNode], list2: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
prehead = ListNode(-1)
prev = prehead
while list1 and list2:
if list1.val <= list2.val:
prev.next = list1
list1 = list1.next
else:
prev.next = list2
list2 = list2.next
prev = prev.next
prev.next = list1 if list1 else list2
return prehead.next•cpp
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
* ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
* ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode* mergeTwoLists(ListNode* list1, ListNode* list2) {
ListNode* prehead = new ListNode(-1);
ListNode* prev = prehead;
while(list1 != nullptr and list2 != nullptr)
{
if(list1->val <= list2->val)
{
prev->next = list1;
list1 = list1->next;
}
else
{
prev->next = list2;
list2 = list2->next;
}
prev = prev->next;
}
prev->next = list1 != nullptr? list1 : list2;
return prehead->next;
}
};相交链表
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。如果两个链表不存在相交节点，返回 null 。
图示两个链表在节点 c1 开始相交：
在这里插入图片描述
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 。
自定义评测：
评测系统 的输入如下（你设计的程序 不适用 此输入）：
•intersectVal - 相交的起始节点的值。如果不存在相交节点，这一值为 0•listA - 第一个链表•listB - 第二个链表•skipA - 在 listA 中（从头节点开始）跳到交叉节点的节点数•skipB - 在 listB 中（从头节点开始）跳到交叉节点的节点数•评测系统将根据这些输入创建链式数据结构，并将两个头节点 headA 和 headB 传递给你的程序。如果程序能够正确返回相交节点，那么你的解决方案将被 视作正确答案 。•输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,6,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3•输出：Intersected at '8'•解释：相交节点的值为 8 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。从各自的表头开始算起，链表 A 为 [4,1,8,4,5]，链表 B 为 [5,6,1,8,4,5]。在 A 中，相交节点前有 2 个节点；在 B 中，相交节点前有 3 个节点。
哈希表方法，遍历A，存储成哈希表，key为节点。遍历B，每个节点去哈希表中找是否有存在的点，如果存在，表明有相交的节点，如果不存在，则没有相交的节点
•python
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
# def __init__(self, x):
# self.val = x
# self.next = None
class Solution:
def getIntersectionNode(self, headA: ListNode, headB: ListNode) -> ListNode:
if not headA or not headB:
return None
s = set()
p = headA
while p:
s.add(p)
p = p.next
q = headB
while q:
if q in s:
return q
q = q.next
return None•c++
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
unordered_set<ListNode *> s;
for(ListNode* p=headA; p!=nullptr; p=p->next)
{
s.emplace(p);
}
for(ListNode* q=headB; q!=nullptr; q=q->next)
{
if(s.find(q) != s.end())
{
return q;
}
}
return nullptr;
}
};双指针法
考虑构建两个节点指针 A , B 分别指向两链表头节点 headA , headB ，做如下操作：
•指针 A 先遍历完链表 headA ，再开始遍历链表 headB ，当走到 node 时，共走步数为：
•指针 B 先遍历完链表 headB ，再开始遍历链表 headA ，当走到 node 时，共走步数为：
如下式所示，此时指针 A , B 重合，并有两种情况：
•若两链表 有 公共尾部 (即 c > 0c = 0) ：指针 A , B 同时指向 null•python
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
# def __init__(self, x):
# self.val = x
# self.next = None
class Solution:
def getIntersectionNode(self, headA: ListNode, headB: ListNode) -> ListNode:
A, B = headA, headB
while A != B:
A = A.next if A else headB
B = B.next if B else headA
return A•c++
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
ListNode* A = headA;
ListNode* B = headB;
while(A != B)
{
A = A != nullptr ? A->next : headB;
B = B != nullptr ? B->next: headA;
}
return A;
}
};删除排序链表中的重复元素 II
给定一个已排序的链表的头 head ， 删除原始链表中所有重复数字的节点，只留下不同的数字 。返回 已排序的链表 。示例 1：
输入：head = [1,2,3,3,4,4,5] 输出：[1,2,5]
由于是排序数组，要利用好，如果存在重复元素，则两个元素肯定是挨着的，但是第一个元素也需要进行处理，这种情况一般是定义一个哨兵，放在头节点的前面。判断是否有重复元素的条件cur.next == cur.next.next， 另外还要保存该重复值，这样能对删除后的后面也能进行删除
•python
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
# def __init__(self, val=0, next=None):
# self.val = val
# self.next = next
class Solution:
def deleteDuplicates(self, head: ListNode) -> ListNode:
if not head:
return head
dummyHead = ListNode(0, head)
cur = dummyHead
while cur.next and cur.next.next:
if cur.next.val == cur.next.next.val:
x = cur.next.val
while cur.next and cur.next.val == x:
cur.next = cur.next.next
else:
cur = cur.next
return dummyHead.next•c++
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
* ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
* ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode* deleteDuplicates(ListNode* head) {
if(head == nullptr || head->next==nullptr)
{
return head;
}
ListNode* dummyHead = new ListNode(0, head);
ListNode* cur = dummyHead;
while(cur->next && cur->next->next)
{
if(cur->next->val == cur->next->next->val)
{
int x = cur->next->val;
while(cur->next && cur->next->val==x)
{
cur->next = cur->next->next;
}
}
else
{
cur = cur->next;
}
}
return dummyHead->next;
}
};腾讯云开发者
