141. 环形链表
给你一个链表的头节点 head ，判断链表中是否有环。
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）。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。
如果链表中存在环 ，则返回 true 。 否则，返回 false 。
示例 1： 
输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。
示例 2：
输入：head = [1,2], pos = 0
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。
示例 3：
输入：head = [1], pos = -1
输出：false
解释：链表中没有环。
提示：
- 链表中节点的数目范围是 [0, 104]
- -105 <= Node.val <= 105
pos为-1或者链表中的一个 有效索引 。
进阶：你能用 O(1)（即，常量）内存解决此问题吗？
解题方案
- C 快慢指针
/** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode { * int val; * struct ListNode *next; * }; */ bool hasCycle(struct ListNode *head) { if (head == NULL || head->next == NULL) { return false; } struct ListNode *slow = head, *fast = head; // 定义慢、快两个指针 do { if(fast == NULL || fast->next == NULL) // 链表无环退出返回 false { return false; } slow = slow->next; // 慢指针一次移动一个节点 fast = fast->next->next; // 快指针一次移动两个节点 } while(slow != fast); // 节点相等退出循环 return true; }
复杂度分析
时间复杂度：O(N)，其中 N 是链表中的节点数。
空间复杂度：O(1)。
160. 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：
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
示例 1：
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。
— 请注意相交节点的值不为 1，因为在链表 A 和链表 B 之中值为 1 的节点 (A 中第二个节点和 B 中第三个节点) 是不同的节点。换句话说，它们在内存中指向两个不同的位置，而链表 A 和链表 B 中值为 8 的节点 (A 中第三个节点，B 中第四个节点) 在内存中指向相同的位置。
示例 2：
输入：intersectVal = 2, listA = [1,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1
输出：Intersected at ‘2’
解释：相交节点的值为 2 （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 [1,9,1,2,4]，链表 B 为 [3,2,4]。
在 A 中，相交节点前有 3 个节点；在 B 中，相交节点前有 1 个节点。
示例 3：
输入：intersectVal = 0, listA = [2,6,4], listB = [1,5], skipA = 3, skipB = 2
输出：null
解释：从各自的表头开始算起，链表 A 为 [2,6,4]，链表 B 为 [1,5]。
由于这两个链表不相交，所以 intersectVal 必须为 0，而 skipA 和 skipB 可以是任意值。
这两个链表不相交，因此返回 null 。
提示：
listA中节点数目为mlistB中节点数目为n- 1 <= m, n <= 3 * 104
- 1 <= Node.val <= 105
0 <= skipA <= m0 <= skipB <= n- 如果
listA和listB没有交点，intersectVal为0
- 如果
listA和listB有交点，intersectVal == listA[skipA] == listB[skipB]
进阶：你能否设计一个时间复杂度 O(m + n) 、仅用 O(1) 内存的解决方案？
解题方案
- C
/** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode { * int val; * struct ListNode *next; * }; */ struct ListNode *getIntersectionNode(struct ListNode *headA, struct ListNode *headB) { int lenA = 0, lenB = 0; // 用于获取两个链表长度 struct ListNode *pA = headA, *pB = headB; int i = 0; while(pA != NULL) // 获取链表 A 长度 { lenA++; pA = pA->next; } while(pB != NULL) // 获取链表 B 长度 { lenB++; pB = pB->next; } pA = headA; pB = headB; // 对齐链表 if(lenA > lenB) { for(i = 0; i < lenA - lenB; i++) { pA = pA->next; } } else { for(i = 0; i < lenB - lenA; i++) { pB = pB->next; } } // 查找相交节点 while(pA != NULL) { if(pA != pB) { pA = pA->next; pB = pB->next; } else { return pA; } } return NULL; }
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。
示例 1：
输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[5,4,3,2,1]
示例 2：
输入：head = [1,2]
输出：[2,1]
示例 3：
输入：head = []
输出：[]
提示：
- 链表中节点的数目范围是
[0, 5000] -5000 <= Node.val <= 5000
进阶：链表可以选用迭代或递归方式完成反转。你能否用两种方法解决这道题？
解题方法
- C语言
- 迭代法
/** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode { * int val; * struct ListNode *next; * }; */ struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head) { struct ListNode *newhead = NULL; struct ListNode *p = head; while(p != NULL) { struct ListNode *q = p->next; // 存储原链表第二个节点 p->next = newhead; // 将原链表头节点添加到新链表，成为新链表头节点 newhead = p; // 更新新链表头节点 p = q; // 更新原链表头节点 } return newhead; }
复杂度分析
- 时间复杂度：O(n)，其中 n 是链表的长度。需要遍历链表一次。
- 空间复杂度：O(1)。
- 递归法
/** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode { * int val; * struct ListNode *next; * }; */ struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head) { if (head == NULL || head->next == NULL) { return head; } struct ListNode* newHead = reverseList(head->next); head->next->next = head; head->next = NULL; return newHead; }
复杂度分析
- 时间复杂度：O(n)，其中 n 是链表的长度。需要对链表的每个节点进行反转操作。
- 空间复杂度：O(n)，其中 n 是链表的长度。空间复杂度主要取决于递归调用的栈空间，最多为 n 层。
234. 回文链表
给你一个单链表的头节点 head ，请你判断该链表是否为回文链表。如果是，返回 true ；否则，返回 false 。
示例 1：
输入：head = [1,2,2,1]
输出：true
示例 2：
输入：head = [1,2]
输出：false
提示：
链表中节点数目在范围[1, 105] 内
0 <= Node.val <= 9
进阶：你能否用 O(n) 时间复杂度和 O(1) 空间复杂度解决此题？
解题方案
- C 双指针
/** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode { * int val; * struct ListNode *next; * }; */ bool isPalindrome(struct ListNode* head) { int num[100000] = {0}; // 用来存放数据 int n = 0; // 计算列表长度 while(head != NULL) // 遍历链表 { num[n++] = head->val; // 将数据更新到数组中 head = head->next; } for(int i = 0, j = n - 1; i < j; i++, j--) { if(num[i] != num[j]) // 不满足回文 { return false; } } return true; }
复杂度分析
时间复杂度：O(n)，其中 n 指的是链表的元素个数
空间复杂度：O(n)，其中 n 指的是链表的元素个数
- C++ 栈
/** * 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: bool isPalindrome(ListNode* head) { ListNode *p = head; stack<int> val_stack; // 创建一个栈 while(p != NULL) { val_stack.push(p->val); // 将链表数据依次入栈 p = p->next; } p = head; // 从头遍历链表 while(p != NULL) { if(p->val != val_stack.top()) // 对比链表数据和栈顶元素 { return false; } val_stack.pop(); // 移除栈顶元素 p = p->next; } return true; } };
