leetcode链表相关题目

1.移除链表元素

方法1：

在原链表的基础上直接删除指定元素

• 若当前节点是要删除的节点，则将其前驱节点指向当前节点的下一个节点
• 若当前节点不是要删除的节点，前驱节点指向当前节点，当前节点后移
• 特殊情况：
  • 循环判断，若头节点是要删除的节点，则将头节点后移
  • 头节点不为空

struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val) {struct ListNode* cur = head;struct ListNode* prev = head;//判断头节点while(head && head->val == val){head = head->next;}//链表为空if(head == NULL){return NULL;}//正常情况while(cur){if(cur->val == val){prev->next = cur->next;}else{prev = cur;}cur =  cur->next;}return head;
}

方法2

创建一个新的链表存放未删除的元素

• 先创建一个虚拟的头节点，指向新链表，同时记录该链表的尾
• 若当前节点是要删除的元素，直接后移
• 若当前节点不是要删除的元素，连接到新链表的尾后
• 将新链表尾节点的next置为空（断开与原链表的连接）

struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val) {//设置新链表的头struct ListNode* newhead = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));newhead->val = -1;newhead->next = NULL;struct ListNode* cur = head;struct ListNode* tail = newhead;while(cur){if(cur->val == val){cur = cur->next;}else{tail->next = cur;tail = tail->next;cur = cur->next;}}//将新链表与原链表断开tail->next = NULL;struct ListNode* ret = newhead->next;free(newhead);newhead = tail = NULL;return ret;
}

2.合并两个有序链表

创建一个新的链表

• 两个指针分别指向两个链表
• 将两指针所指向的元素的较小值连接到新链表的尾
• 若有一个指针走到空，则将另一个指针连接到新链表的尾

struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2) {//定义新链表的头struct ListNode* newhead = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));newhead->val = -1;newhead->next = NULL;struct ListNode* tail = newhead;//比较链表元素while(list1 && list2){if(list1->val < list2->val){tail->next = list1;tail = tail->next;list1 = list1->next;}else{tail->next = list2;tail = tail->next;list2 = list2->next;}}//若有一个链表为空，则连接另一个if(list1){tail->next = list1;}else{tail->next = list2;}struct ListNode* ret = newhead->next;free(newhead);newhead = tail = NULL;return ret;
}

3.链表的中间节点

方法1

统计链表长度，计算出中间位置；再寻找中间位置

struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head) {struct ListNode* cur = head;int len = 0;while(cur){len++;cur = cur->next;}int count = 0;cur = head;while(count < (len / 2)){count++;cur = cur->next;}return cur;
}

方法2

快慢指针法：一个指针一次走一步，一个指针一次走两步。当快指针尾空或者快指针的next为空，那么慢指针所指向的元素就是中间元素。

struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head) {struct ListNode* slow = head;struct ListNode* fast = head;while(fast && fast->next){slow = slow->next;fast = fast->next->next;}return slow;
}

4.反转单链表

方法1

定义一个新的头节点，然后遍历链表，采取头插

struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head) {struct ListNode* newHead = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));newHead->val = -1;newHead->next = NULL;while(head){//先记录后继节点struct ListNode* next = head->next;//头插head->next = newHead->next;newHead->next = head;//节点后移head = next;}return newHead->next;
}

方法2

原地直接反转

• 先记录当前节点的后继节点，以便节点后移
• 当前节点指向其前驱节点
• 前驱节点后移
• 当前节点后移
• prev即为反转后新的头

struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head) {struct ListNode* next = NULL;struct ListNode* prev = NULL;struct ListNode* cur = head;while(cur){next = cur->next;cur->next = prev;prev = cur;cur = next;}return prev;
}

5.分割链表

思路：

• 给定两个新的链表，一个放小于X的元素，一个放大于X的元素
• 元素尾插至新链表
• 将两个新链表相连

struct ListNode* partition(struct ListNode* head, int x){struct ListNode* minHead = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));struct ListNode* maxHead = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));struct ListNode* minTail = minHead;struct ListNode* maxTail = maxHead;struct ListNode* cur = head;while(cur){if(cur->val < x){minTail->next = cur;minTail = minTail->next;}else{maxTail->next = cur;maxTail = maxTail->next;}cur = cur->next;}//防止成环maxTail->next = NULL;minTail->next = maxHead->next;struct ListNode* ret = minHead->next;free(minHead);free(maxHead);return ret;
}

6.链表中的倒数第k个节点

方法1：

思路：倒数第k就是正数第n-k+1个（n为链表长度）
特殊情况：

• k应该小于链表长度
• k不能为0
• 链表不能为空

struct ListNode* FindKthToTail(struct ListNode* pListHead, int k) {struct ListNode* cur = pListHead;int len = 0;//求链表的长度while (cur){len++;cur = cur->next;}//特殊情况判断//1.k不能大于链表长度//2.k不能为0//3.链表不为空if (k > len || k == 0 || pListHead == NULL){return NULL;}//倒数第k个就是正数第n-k+1个int n = 1;len = len - k + 1;cur = pListHead;while (n != len){n++;cur = cur->next;}return cur;
}

方法2:

快慢指针：快指针先走k步，然后快慢一起走

struct ListNode* FindKthToTail(struct ListNode* pListHead, int k ) {struct ListNode* fast = pListHead;struct ListNode* slow = pListHead;//快指针先走k步while(k--){//fast不能走出链表（k符合）if(fast){fast = fast->next;}else {return NULL;}}while(fast){slow = slow->next;fast = fast->next;}return slow;
}

7.环形链表的约瑟夫问题

解题思路：

• 构建环形链表，给每个节点编号
• 逢m就删除节点，再从新报数

typedef struct ListNode  ListNode;//创建节点
ListNode* CreatNode(int x)
{ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));newnode->val = x;newnode->next = NULL;return newnode;
}//构建环
ListNode* CreatCircle(int n)
{ListNode* head = CreatNode(1);ListNode* tail = head;//连续创建节点for(int i=2; i<=n; i++){ListNode* newnode = CreatNode(i);//连接节点tail->next = newnode;tail = tail->next;}//成环tail->next = head;//返回尾节点的目的是：防止第一个元素就是要删除的元素return tail;
}int ysf(int n, int m ) {ListNode* prev = CreatCircle(n);ListNode* cur = prev->next;int count = 1;//有多个节点继续报数，直到剩下一个节点while(cur->next != cur){//逢m就删除if(count == m){prev->next = cur->next;free(cur);cur = prev->next;count = 1;}else {prev = cur;cur = cur->next;count++;}}return cur->val;
}

8.链表的回文结构

思路：从链表的中间节点逆置后半段，然后比较前半段与后半段是否相等。

• 快慢指针找链表的中间节点
• 从中间节点反转单链表
• 节点比较

	//找中间节点ListNode* FindMid(ListNode* A){ListNode* fast = A;ListNode* slow = A;while(fast && fast->next){fast = fast->next->next;slow = slow->next;}return slow;   }//反转ListNode* Reverse(ListNode* mid){ListNode* cur = mid;ListNode* prev = NULL;ListNode* next = NULL;while(cur){next = cur->next;cur->next = prev;prev = cur;cur = next;}return prev;}bool chkPalindrome(ListNode* A) {ListNode* mid = FindMid(A);ListNode* midhead = Reverse(mid);while(midhead){if(A->val == midhead->val){A = A->next;midhead = midhead->next;}else {return false;}}return true;}

9.相交链表

方法1

将链表A中的每一个节点与链表B中的每一个节点比较，看是否相等。

• 若相等，则返回相等的节点
• 若所有节点都不相等，则链表不相交。

struct ListNode *getIntersectionNode(struct ListNode *headA, struct ListNode *headB) {struct ListNode* curA = headA;struct ListNode* curB = headB;while(curA){curB = headB;while(curB){//若节点相等，直接返回相等节点if(curA == curB){return curA;}curB = curB->next;}curA = curA->next;}//A中每一个节点都与B比较完毕，仍无交点return NULL;
}

方法2：

分别计算两链表长度，长的先走长度差步，然后再一起走，判断是否相等。

• 再求链表长度的同时，若两链表的最后一个节点相等，则二者一定相交

struct ListNode* getIntersectionNode(struct ListNode *headA, struct ListNode *headB) {struct ListNode* curA = headA;struct ListNode* curB = headB;int lenA = 0;int lenB = 0;//先计算链表各自的长度，都少计算一个while(curA->next){lenA++;curA = curA->next;}while(curB->next){lenB++;curB = curB->next;}//若不相交，直接返回空if(curA != curB){return NULL;}//算长度差int  gap = abs(lenA - lenB);struct ListNode* longList = headA;struct ListNode* shortList = headB;if(lenA < lenB){longList = headB;shortList = headA;}//长的先走长度差步while(gap--){longList = longList->next;}//同时走，找交点while(longList && shortList){if(longList == shortList){return shortList;}longList = longList->next;shortList = shortList->next;}return NULL;
}

10.环形链表

思路：快慢指针。

• 一个指针一次走一步，一个指针一次走两步
• 若快指针走到了空，则不带环
• 若快指针与慢指针相遇，则带环

bool hasCycle(struct ListNode *head) {struct ListNode * fast = head;struct ListNode * slow = head;while(fast && fast->next){slow = slow->next;fast = fast->next->next;if(slow == fast){return true;}}return false;
}

为什么这样可以呢?

为什么不是一个走1步一个走3步？一个走1步一个走4步？一个走1步一个走6步？…

若N为奇数，C-1也为奇数则永远追不上（存在这种情况吗？）

所以，一步两步走是最保险也是最简单的方式，不会错过。

11.环形链表Ⅱ

思路：快慢指针，找到二者的相遇点。再使用两指针，从相遇点和链表头开始走，二者相遇点就是入环点

struct ListNode *detectCycle(struct ListNode *head) {struct ListNode* slow = head;struct ListNode* fast = head;while(fast && fast->next){slow = slow->next;fast = fast->next->next;if(slow == fast){struct ListNode* meet = slow;while(meet != head){meet = meet->next;head = head->next;}return meet;}}return NULL;
}

原理

12.随机链表的复制

本题的难点在于random的指向难以找到
思路：

• 在原链表每个节点的后面尾插一个新的节点
• 根据原链表，找到新链表的random指向
• 将新链表的节点与原链表分离，恢复原链表

第一步：连接新节点

第二步：搞清random指向
新链表random就是原链表random的next!!!

第三步：将新链表从原链表上摘下来

struct Node* copyRandomList(struct Node* head) {struct Node* cur = head;//插入新节点while(cur){struct Node* newnode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));//连接新节点newnode->val = cur->val;newnode->next = cur->next;cur->next = newnode;//原链表后移cur = cur->next->next;}//randomcur = head;while(cur){struct Node* newnode = cur->next;if(cur->random == NULL){newnode->random = NULL;}else{newnode->random = cur->random->next;}cur = cur->next->next;}//摘新链表struct Node* newhead = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));newhead->next = NULL;newhead->random = NULL;struct Node* tail = newhead;cur = head;while(cur){//尾插新链表struct Node* newnode = cur->next;tail->next = newnode;tail = tail->next;//恢复原链表cur->next = newnode->next;cur = cur->next;}return newhead->next;
}