【数据结构】单链表面试题讲解

文章目录

引言
反转单链表
- 题目描述
- 示例：
- 题解思路
- 代码实现：
移除链表元素
- 题目描述：
- 示例
- 思路解析：
链表的中间结点
- 题目描述：
- 示例：
- 思路解析
- 代码实现如下：
链表中倒数第k个结点
- 题目描述
- 示例
- 思路解析：
- 代码实现如下：
总结

引言

单链表的操作算法是笔试面试中较为常见的题目。
本文将着重介绍平时面试中常见的关于链表的应用题目，马上要进行秋招了。希望对你们有帮助 ^_😀
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反转单链表

题目描述

给定一个单链表的头结点pHead(该头节点是有值的，比如在下图，它的val是1)，长度为n，反转该链表后，返回新链表的表头。

数据范围： 0≤n≤1000

要求：空间复杂度 O(1) ，时间复杂度 O(n) 。

如当输入链表{1,2,3}时，
经反转后，原链表变为{3,2,1}，所以对应的输出为{3,2,1}。
以上转换过程如下图所示：
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示例：

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题解思路

（1）定义两个指针： pser 和 sur ；sur 在前 pser 在后。
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（2）sur用于遍历，pser用于交换位置，并插入到头节点前面

（3）将head里面的next置为null

（4）每一次插入顺序为将sur的位置付给pser，然后sur向前走一步，令pser里的next设为head；这时候pser为头节点，我们再将pser赋给head作为新的头节点。每循环一次头节点向前走一步
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（5）循环上述过程，直至 sur 到达链表尾部
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代码实现：

import java.util.*;/** public class ListNode {*   int val;*   ListNode next = null;*   public ListNode(int val) {*     this.val = val;*   }* }*/public class Solution {/*** 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可*** @param head ListNode类* @return ListNode类*/public ListNode ReverseList (ListNode head) {// write code hereif (head == null || head.next == null) {return head;}ListNode sur = head.next;ListNode pser = head;head.next = null;while (sur != null) {pser = sur;sur = sur.next;pser.next = head;head = pser;}return head;}
}

移除链表元素

题目描述：

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。

示例

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思路解析：

我们依旧需要对该单链表进行判断，如果为空，就直接返回

由于我们需要删除很多个这样的节点，但是我们的单链表却是单向的，按照上面的写法，我们则需要遍历很多次单链表，大大的增加了复杂度，我们为了降低时间复杂度，使它降为O(N);

我们设两个遍历节点，进行遍历，一个在前为cur，一个在后prev
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前面的cur负责进行遍历删除，后面的prev负责跟在cur后面记录cur的上一节点

当cur下一节点不是我们所要删除的元素时，这时候我们将prev变为我们当前节点的cur，而cur变为当前节点的next

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当前的删除方法只能删除第一个节点以后的元素，所以我们还需要处理第一个元素是我们所需要删除的情况。

代码实现如下

/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {*     int val;*     ListNode next;*     ListNode() {}*     ListNode(int val) { this.val = val; }*     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }* }*/
class Solution {public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {if(head == null) {return null;}ListNode prev = head;ListNode cur = head.next;while (cur != null) {if(cur.val == val) {prev.next = cur.next;cur = cur.next;}else {prev = cur;cur = cur.next;}}if(head.val == val) {head = head.next;}return head;}
}

链表的中间结点

题目描述：

给你单链表的头结点 head ，请你找出并返回链表的中间结点。

如果有两个中间结点，则返回第二个中间结点。

示例：

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思路解析

我们依旧两个定义两个指针，一个一次性走两步，一个一次性走一步

当快的指针到达终点时，慢的指针所☞指位置就是我们所需要的中间位置

就像大人与小孩子一起走路，大人的速度是小孩子的两倍
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大人到达终点时，小孩子才走到一半！

代码实现如下：

/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {*     int val;*     ListNode next;*     ListNode() {}*     ListNode(int val) { this.val = val; }*     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }* }*/
class Solution {public ListNode middleNode(ListNode head) {ListNode fast = head;ListNode slow = head;//1、找中间节点while (fast != null && fast.next != null) {fast = fast.next.next;slow = slow.next;}return slow;}
}

注意：fast != null与fast.next != null不可以调换

链表中倒数第k个结点

题目描述

输入一个链表，输出该链表中倒数第k个结点。

示例

输入：
1,{1,2,3,4,5}
返回值：
{5}

思路解析：

依旧是两个指针，分别为fast和slow，fast先出发，fast出发k-1步后，slow出发，中间保持k-1个节点的距离，fast所指向下一节点为null时结束

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代码实现如下：

import java.util.*;
/*
public class ListNode {int val;ListNode next = null;ListNode(int val) {this.val = val;}
}*/
public class Solution {public ListNode FindKthToTail(ListNode head, int k) {if (k <= 0 || head == null) {return null;}ListNode fast = head;ListNode slow = head;//1. fast走k-1步while (k - 1 != 0) {fast = fast.next;if (fast == null) {return null;}k--;}//2、3、while (fast.next != null) {fast = fast.next;slow = slow.next;}return slow;}
}