1.移除链表元素
思路：我们可以通过循环链表，判断结点的val与给出的val是否一致，一致则跳过该结点即可；
由于我们是跳过某个结点，那么就会让这个结点的上一个结点和下一个结点进行关联；所以我们以某结点的next的val去判断；所以对于头结点来说，我们还要创建一个结点连接着头结点；
我们自己创建一个结点，还可以规避头指针为空的问题；
答案：
/** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode { * int val; * struct ListNode *next; * }; */ struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val){ //哨兵位 struct ListNode* newhead=malloc(sizeof(struct ListNode)); newhead->next=head; struct ListNode* cur=newhead; while(cur->next) { //判断下一个的值 if(cur->next->val==val) { cur->next=cur->next->next; } else{ cur=cur->next; } } //返回头指针 return newhead->next; }
2.反转链表
思路：这道题实际上就是让结点的next改变即可；
所以在这里，我们创建3个指针prev，cur，next，让cur的next指向prev，然后进行指针移动，循环往复；一开始的prev指向NULL；如果head为空，那么就特殊处理，直接返回空；
答案：
/** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode { * int val; * struct ListNode *next; * }; */ struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head){ //特殊条件 if(head==NULL) { return NULL; } struct ListNode* cur=head; struct ListNode* prev=NULL; struct ListNode* next=head->next; //移动指针 while(cur) { cur->next=prev; prev=cur; cur=next; //判断next if(next!=NULL) { next=next->next; } } return prev; }
3.链表的中间结点
思路1：我们可以先算出链表的总长度，然后再取中间结点的位置；
/** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode { * int val; * struct ListNode *next; * }; */ struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head){ //先确定链表长度 int i=0; struct ListNode* node=head; while(node!=NULL) { node=node->next; i++; } //确定中间节点位置 int k=i/2; for(int i=0;i<k;i++) { head=head->next; } return head; }
思路2：利用快慢指针的思想；
我们只有在链表遍历到为NULL才知道结束，那么我们是否可以利用当指针到达末尾时就知道中间位置的思想呢？
这里我们用到的快慢指针思想就可以解决该问题，利用它们的速度差，走到的长度就是不一样的；
快指针一次跨越2个结点，而慢指针一次跨越1个结点，等到快指针到达末尾时，慢指针刚好到达中间位置；
对于两个中间结点的，我们需要让快指针走到NULL才能达到第二个结点；而一个中间结点的，只需要让快指针走到最后一个结点即可；
答案：
struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head){ //快慢指针 struct ListNode* slow,*fast; slow=fast=head; //移动 while(fast&&fast->next) { slow=slow->next; fast=fast->next->next; } return slow; }
4.链表中的倒数第k个结点
思路：这里还是利用到快慢指针的思想；还是利用快指针到达末尾，然后得知结点的思路；
只不过这里利用的是快慢之间的相对距离，上一题是快慢之间的相对速度；
我们可以让fast指针先走k步，然后在让slow和fast同时走，那么当fast指针到达NULL时， slow刚好到达返回的结点；
这里要注意的几个特殊情况：头指针为空；k的大小超过链表长度；
答案：
/** * struct ListNode { * int val; * struct ListNode *next; * }; */ /** * * @param pListHead ListNode类 * @param k int整型 * @return ListNode类 */ struct ListNode* FindKthToTail(struct ListNode* pListHead, int k ) { if(pListHead==NULL) { return NULL; } //利用相对距离 struct ListNode* slow,*fast; slow=fast=pListHead; //先走k步 while(k&&fast) { fast=fast->next; k--; } if(k>0) { return NULL; } while(fast) { slow=slow->next; fast=fast->next; } return slow; }
5.合并两个有序链表
思路：这里我们先创建一个结点，通过判断两链表的头结点的val大小，来决定连接着哪个；
然后循环遍历，移动指针，执行同样的操作；
当某一链表结束了，需要链接另一条链表剩余的结点；
答案：
/** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode { * int val; * struct ListNode *next; * }; */ struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2){ //哨兵位 struct ListNode* prehead=malloc(sizeof(struct ListNode)); //比大小 struct ListNode* prev=prehead; while(list1&&list2) { if(list1->val<list2->val) { prev->next=list1; list1=list1->next; prev=prev->next; } else { prev->next=list2; list2=list2->next; prev=prev->next; } } //判断哪个链表有剩余 prev->next=list1==NULL?list2:list1; return prehead->next; }
6.链表分割
思路：我们可以创建2个结点，第一个结点连接着比x小的结点，第二个连接着>=x的结点；
最后将着两个新链表连接在一起；
这里要注意，最后的结点要接空，否则该结点的next保持不变，可能会造成环，将会报错；
答案：
/* struct ListNode { int val; struct ListNode *next; ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {} };*/ class Partition { public: ListNode* partition(ListNode* pHead, int x) { struct ListNode* prevHead1=(struct ListNode*)malloc(sizeof(ListNode)); struct ListNode* prevHead2=(struct ListNode*)malloc(sizeof(ListNode)); ListNode* tail1=prevHead1; ListNode* tail2=prevHead2; while(pHead) { if(pHead->val<x) { tail1->next=pHead; tail1=tail1->next; } else { tail2->next=pHead; tail2=tail2->next; } pHead=pHead->next; } //连接 tail1->next=prevHead2->next; //尾置空 tail2->next=NULL; return prevHead1->next; } };
7.链表的回文结构
思路：这里我们没有办法从后走向前，单链表是单向的；所以我们可以只能从前往后走；
我们可以先找到中间结点，然后对中间结点之后的链表进行倒转，最后通过中间指针和头指针遍历，判断对应的val是否相同即可；
答案：
/* struct ListNode { int val; struct ListNode *next; ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {} };*/ class PalindromeList { public: struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head){ //快慢指针 struct ListNode* slow,*fast; slow=fast=head; //移动 while(fast&&fast->next) { slow=slow->next; fast=fast->next->next; } return slow; } struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head){ //特殊条件 if(head==NULL) { return NULL; } struct ListNode* cur=head; struct ListNode* prev=NULL; struct ListNode* next=head->next; //移动指针 while(cur) { cur->next=prev; prev=cur; cur=next; //判断next if(next!=NULL) { next=next->next; } } return prev; } bool chkPalindrome(ListNode* head) { ListNode* mid=middleNode(head); //找中间 ListNode* rmid=reverseList(mid); //中间位置后面倒置 //比较 while(rmid) { if(head->val!=rmid->val) { return false; } head=head->next; rmid=rmid->next; } return true; } };
8.相交链表
思路：我们要看作是两条链表，然后后半部分连接是相同部分的结点；
会发现相交的链表的相交部分都是一样的；我们可以利用它们的尾结点来判断是否相交；
对于没有相交的部分，我们无法确保它们的长度；所以我们可以先让比较长的链表先走长度差，然后再一起访问；当访问的结点一致时，表明找到了相交的第一个结点；
答案：
/** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode { * int val; * struct ListNode *next; * }; */ struct ListNode *getIntersectionNode(struct ListNode *headA, struct ListNode *headB) { int lenthA=1,lenthB=1; struct ListNode* curA=headA; struct ListNode* curB=headB; //计算链表长度 while(curA->next) { ++lenthA; curA=curA->next; } while(curB->next) { ++lenthB; curB=curB->next; } //尾节点判断，不一样说明没有香蕉 if(curA!=curB) { return NULL; } //长度先走差距步 struct ListNode* longList=headA,*shortList=headB; int abs=fabs(lenthA-lenthB); if(lenthA<lenthB) { longList=headB; shortList=headA; } while(abs--) { longList=longList->next; } //找到相同的交点 while(longList!=shortList) { longList=longList->next; shortList=shortList->next; } return longList; }
这里要注意，curA，curB只能走到尾结点，目的是为了判断它们是否相同，是否相交；
9.环形链表
思路：还是利用快慢指针的思想；
假设有环，通过快慢指针， 快指针一定先进入环中，当慢指针进入环时，让快指针去追逐慢指针；
如果快指针走到了空，表示没有环；
这里我们让快指针走两步，让慢指针走1步；当慢指针进入环时，假设快指针到慢指针距离为N，那么没走一次，它们之间的距离就会减1，直至减到N为0，表示快指针追到了；
答案：
/** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode { * int val; * struct ListNode *next; * }; */ bool hasCycle(struct ListNode *head) { //快慢指针 //赛道追逐问题 struct ListNode* slow=head; struct ListNode* fast=head; while(fast&&fast->next) { fast=fast->next->next; slow=slow->next; if(fast==slow) { return true; } } return false; }
这里为什么不让快指针走3步，让慢指针走1步呢？
假设慢指针进入循环后它们之间距离为N
每走一次，它们之间的距离就会减2，N-2，N-4……
如果N为偶数，那么减到最后可以为0，那么就表示追上了，
而如果N为奇数，那么追到最后为1或者-1，不是差一点追上，就是追过了，所以它们的相遇还要考虑环的周长，追过了距离就变为周长-1；
到最后，可能追上了，可能一直遇不到；
例如：
当slow在左边，fast就在右边；slow在右边，fast就在左边；永远都遇不到；
所以为了方便解决问题，就让快指针走2步即可；
10.环形链表II
思路：这里我们要在第9题的思想上再引入数学的思想；
假设起点到环入口距离为L,环周长为C，入口到相遇点距离X；
fast指针走的距离是slow指针的2倍，所以fast指针会先进入环中， fast可能会在环中绕几圈，我们设为n；
那么slow指针走的距离为L+X；
fast指针走的距离为L+n(n>=1)*C+X,fast指针要追上slow，至少要绕一圈环；
那么通过它们之间的关系
得到2(L+X)=L+n*C+X
最终得到L=(n-1)*C+C-X;
也就是说，L的距离会等于n圈环的周长加上相遇点到入口的距离；
那么将得出结论：
一个指针从起点走，一个指针从相遇点走，它们将会在入口点相遇；
答案：
/** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode { * int val; * struct ListNode *next; * }; */ struct ListNode *detectCycle(struct ListNode *head) { //快慢指针 struct ListNode* fast,*slow; fast=slow=head; //有环 while(fast&&fast->next) { fast=fast->next->next; slow=slow->next; //相遇点 if(fast==slow) { struct ListNode* meet=fast; while(meet!=head) { meet=meet->next; head=head->next; } return meet; } } return NULL; }
通过分析之后，我们不需要管那些未知数；
假设L很长，环很小，那么在相遇点的指针就会在环中多走几圈；
假设L很短，那么相遇点到入口点的距离就刚好是L的长度；
所以在写代码中，我们只需要知道起始的指针和相遇点的指针最终会相遇，且就是入口点。
