LeetCode---链表

203. 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 。

 代码示例1：(直接使用原来的链表来进行移除节点操作)

//时间复杂度: O(n)
//空间复杂度: O(1)
class Solution {
public:ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {// 删除头结点while (head != NULL && head->val == val) { // 注意这里不是ifListNode* tmp = head;head = head->next;delete tmp;}// 删除非头结点ListNode* cur = head;while (cur != NULL && cur->next!= NULL) {if (cur->next->val == val) {ListNode* tmp = cur->next;cur->next = cur->next->next;delete tmp;} else {cur = cur->next;}}return head;}
};/*** 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) {}* };*/

代码示例2：(设置一个虚拟头结点在进行移除节点操作) 

//时间复杂度: O(n)
//空间复杂度: O(1)
class Solution {
public:ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {ListNode* dummyHead = new ListNode(0); // 设置一个虚拟头结点dummyHead->next = head; // 将虚拟头结点指向head，这样方便后面做删除操作ListNode* cur = dummyHead;while (cur->next != NULL) {if(cur->next->val == val) {ListNode* tmp = cur->next;cur->next = cur->next->next;delete tmp;} else {cur = cur->next;}}head = dummyHead->next;delete dummyHead;return head;}
};

707. 设计链表

你可以选择使用单链表或者双链表，设计并实现自己的链表。

单链表中的节点应该具备两个属性：val 和 next 。val 是当前节点的值，next 是指向下一个节点的指针/引用。

如果是双向链表，则还需要属性 prev 以指示链表中的上一个节点。假设链表中的所有节点下标从 0 开始。

实现 MyLinkedList 类：

  • MyLinkedList() 初始化 MyLinkedList 对象。
  • int get(int index) 获取链表中下标为 index 的节点的值。如果下标无效，则返回 -1 。
  • void addAtHead(int val) 将一个值为 val 的节点插入到链表中第一个元素之前。在插入完成后，新节点会成为链表的第一个节点。
  • void addAtTail(int val) 将一个值为 val 的节点追加到链表中作为链表的最后一个元素。
  • void addAtIndex(int index, int val) 将一个值为 val 的节点插入到链表中下标为 index 的节点之前。如果 index 等于链表的长度，那么该节点会被追加到链表的末尾。如果 index 比长度更大，该节点将 不会插入 到链表中。
  • void deleteAtIndex(int index) 如果下标有效，则删除链表中下标为 index 的节点

这道题目设计链表的五个接口：

  • 获取链表第index个节点的数值
  • 在链表的最前面插入一个节点
  • 在链表的最后面插入一个节点
  • 在链表第index个节点前面插入一个节点
  • 删除链表的第index个节点

代码示例： 

//时间复杂度: 涉及 index 的相关操作为 O(index), 其余为 O(1)
//空间复杂度: O(n)
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，则在头部插入节点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;//delete命令指示释放了tmp指针原本所指的那部分内存，//被delete后的指针tmp的值（地址）并非就是NULL，而是随机值。也就是被delete后，//如果不再加上一句tmp=nullptr,tmp会成为乱指的野指针//如果之后的程序不小心使用了tmp，会指向难以预想的内存空间tmp=nullptr;_size--;}// 打印链表void printLinkedList() {LinkedNode* cur = _dummyHead;while (cur->next != nullptr) {cout << cur->next->val << " ";cur = cur->next;}cout << endl;}
private:int _size;LinkedNode* _dummyHead;
};

206. 反转链表

给你单链表的头节点 head ，请你反转链表，并返回反转后的链表。

 代码示例1：（双指针法） 

//时间复杂度: O(n)
//空间复杂度: O(1)
class Solution {
public:ListNode* reverseList(ListNode* head) {ListNode* temp; // 保存cur的下一个节点ListNode* cur = head;ListNode* pre = NULL;while(cur) {temp = cur->next;  // 保存一下 cur的下一个节点，因为接下来要改变cur->nextcur->next = pre; // 翻转操作// 更新pre 和 cur指针pre = cur;cur = temp;}return pre;}
};

代码示例2：（递归法） 

//时间复杂度: O(n), 要递归处理链表的每个节点
//空间复杂度: O(n), 递归调用了 n 层栈空间
class Solution {
public:ListNode* reverse(ListNode* pre,ListNode* cur){if(cur == NULL) return pre;ListNode* temp = cur->next;cur->next = pre;// 可以和双指针法的代码进行对比，如下递归的写法，其实就是做了这两步// pre = cur;// cur = temp;return reverse(cur,temp);}ListNode* reverseList(ListNode* head) {// 和双指针法初始化是一样的逻辑// ListNode* cur = head;// ListNode* pre = NULL;return reverse(NULL, head);}};

24. 两两交换链表中的节点 

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）。

代码示例： 

//时间复杂度：O(n)
//空间复杂度：O(1)
class Solution {
public:ListNode* swapPairs(ListNode* head) {ListNode* dummyHead = new ListNode(0); // 设置一个虚拟头结点dummyHead->next = head; // 将虚拟头结点指向head，这样方便后面做删除操作ListNode* cur = dummyHead;while(cur->next != nullptr && cur->next->next != nullptr) {ListNode* tmp = cur->next; // 记录临时节点ListNode* tmp1 = cur->next->next->next; // 记录临时节点cur->next = cur->next->next;    // 步骤一cur->next->next = tmp;          // 步骤二tmp->next = tmp1;   // 步骤三cur = cur->next->next; // cur移动两位，准备下一轮交换}ListNode* result = dummyHead->next;delete dummyHead;return result;}
};

19. 删除链表的倒数第N个节点 

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。

代码示例：

//时间复杂度: O(n)
//空间复杂度: O(1)
class Solution {
public:ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {ListNode* dummyHead = new ListNode(0);dummyHead->next = head;ListNode* slow = dummyHead;ListNode* fast = dummyHead;while(n-- && fast != NULL) {fast = fast->next;}fast = fast->next; // fast再提前走一步，因为需要让slow指向删除节点的上一个节点while (fast != NULL) {fast = fast->next;slow = slow->next;}slow->next = slow->next->next; // ListNode *tmp = slow->next;  C++释放内存的逻辑// slow->next = tmp->next;// delete tmp;return dummyHead->next;}
};

 142. 环形链表II

给定一个链表的头节点  head ，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 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。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。

不允许修改 链表。

代码示例： 

//时间复杂度: O(n)，快慢指针相遇前，指针走的次数小于链表长度，快慢指针相遇后，两个index指针走的次数也小于链表长度，总体为走的次数小于 2n
//空间复杂度: O(1)/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     ListNode *next;*     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}* };*/
class Solution {
public:ListNode *detectCycle(ListNode *head) {ListNode* fast = head;ListNode* slow = head;while(fast != NULL && fast->next != NULL) {slow = slow->next;fast = fast->next->next;// 快慢指针相遇，此时从head 和 相遇点，同时查找直至相遇if (slow == fast) {ListNode* index1 = fast;ListNode* index2 = head;while (index1 != index2) {index1 = index1->next;index2 = index2->next;}return index2; // 返回环的入口}}return NULL;}
};

83. 删除排序链表中的重复元素

给定一个已排序的链表的头 head ， 删除所有重复的元素，使每个元素只出现一次 。返回 已排序的链表 。

代码如下：

/*** 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 == NULL){return NULL;}struct ListNode *node = head;while(node->next != NULL){if (node->val == node->next->val){node->next = node->next->next;//删除重复数据}else{node = node->next;//值不相等，则向后移一位}} return head;}
};

61. 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。

代码示例： 

/*** 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(head == NULL || k == 0)  return head;int len = 1;struct ListNode *node = head;while(node->next != NULL){//计算链表长度node = node->next;len++;}if(len == k)    return head;  //链表长度和K相等时最终还是原链表node->next = head;//将链表变成循环链表,后面再切割int i = len - k % len;    //计算头节点的最终位置   node = head;//将 node 初始化为 head，表示从链表的头节点开始遍历while(--i){//每次循环前，先将 i 减 1，然后检查 i 是否为零，如果 i 不是零，则进入循环体。node = node ->next;//将 node 指针移动到下一个节点}head = node->next;//找到新的头结点node->next = NULL;//切断尾部与头部return head;//返回新的头结点}            
};

  

参考如下：

代码随想录

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