【数据结构与算法 | 基础篇】[链表专题]力扣206, 203, 19

简介: 【数据结构与算法 | 基础篇】[链表专题]力扣206, 203, 19

1. 力扣206 : 反转链表

(1). 题 : 图略

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

解法1 :


该解法的空间复杂度比较高(O(n)), 因为借助了int[n]大小的数组.但空间换时间, 该解法的时间复杂度较低(O(n)).只有for一层循环.


思路 : 首先遍历链表,得到链表节点的个数,借助数组存储原链表的节点的数据域,再for循环覆盖原链表的节点的数据域.

解 :

class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode p;
        int count = 0;
        for (p = head; p != null; p = p.next) {
            count++;
        }
        int newCount = count;
        int[] arr = new int[count];
        count = 0;
        for (p = head; p != null; p = p.next) {
            arr[count++] = p.val;   
        }
        count = 0;
        for (p = head; p != null; p = p.next) {
            p.val = arr[newCount - 1];
            newCount--;
        }
        return head;
 
    }
}

解法2 : 可以使用递归来解决.以示例1为例.

思路 : 不断递归, 当递归到head指向节点5时(最后一个节点), 返回节点5, last指向节点5, 此时head指向节点4, 将节点5指向节点4, 节点4的指针域设置为null, 返回last指针.

解 :

class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            return head;
        }
        ListNode last = reverseList(head.next);
        head.next.next = head;
        head.next = null;
        return last;
    }
}

解法3 : 迭代+双指针

思路 : n1初始时指向空,o1记录头节点的下一个节点,不断将原链表的节点头插到空链表中,并更新n1使得其指向该链表的头节点.

解法 :

class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if (head == null) {
            return head;
        }
        ListNode n1 = null;
        while (head != null) {
            ListNode o1 = head.next;
            head.next = n1;
            n1 = head;
            head = o1;
        }
        return n1;
    }
}

2. 力扣203 : 移除链表元素

题 : 图略

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 1:
 
 
输入:head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6
输出:[1,2,3,4,5]
示例 2:
 
输入:head = [], val = 1
输出:[]
示例 3:
 
输入:head = [7,7,7,7], val = 7
输出:[]
 
 
提示:
 
列表中的节点数目在范围 [0, 104] 内
1 <= Node.val <= 50
0 <= val <= 50

解法1 : 迭代

思路 : 增加哨兵节点, 使得处理头节点变得简单.想要删除一个节点, 得找到想要删除节点的上一个节点, 从哨兵节点开始, 如果其下一个节点的数据域为val, 则删除, 否则将指针移到下一个节点.

解 :

class Solution {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
        //增加头节点
        if (head == null) {
            return null;
        } 
        //哨兵节点
        ListNode dummy = new ListNode(0);
        dummy.next = head;
        ListNode temp = dummy;
        while (temp.next != null) {
            if (temp.next.val == val) {
                temp.next = temp.next.next;
            } else {
                temp = temp.next;
            }
        }
        return dummy.next;
    }
}

解法2 : 递归

思路 : 基线条件,如果head为null,则返回null.如果我(当前head所在节点)的数据域与val相等,则返回我的下一个节点的递归结果.如果我的数据域与val不想等,则返回我与我的下一个节点的递归结果.

解 :

class Solution {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
        if (head == null) {
            return head;
        }
        //如果我与val相等, 返回下一个节点的递归结果
        if (head.val == val) {
            return removeElements(head.next, val);
        } else {
            //如果我与val不相等, 则返回我以及我的下一个节点的递归结果
            head.next = removeElements(head.next, val);
            return head;
        }
    }
}

3. 力扣19 : 删除链表的倒数第n个节点

题 :

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。
 
 
 
示例 1:
 
 
输入:head = [1,2,3,4,5], n = 2
输出:[1,2,3,5]
示例 2:
 
输入:head = [1], n = 1
输出:[]
示例 3:
 
输入:head = [1,2], n = 1
输出:[1]
 
 
提示:
 
链表中结点的数目为 sz
1 <= sz <= 30
0 <= Node.val <= 100
1 <= n <= sz
 
 
进阶:你能尝试使用一趟扫描实现吗?

解法1 : 双指针(快慢指针)


注 : 题目中n是合法的, 所以无需考虑n不合法的情况.


思路 : 设置哨兵节点, 为了方便删除头节点的操作.初始时, 快慢指针均指向哨兵节点, fast指针先动,然后快慢指针一起移动, 当fast指针指向最后一个节点时, slow指针刚好指针待删除节点的上一个节点.


解 :

class Solution {
    public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
        //设置哨兵节点
        ListNode dummy = new ListNode(0);
        dummy.next = head;
        ListNode fast = dummy;
        ListNode slow = dummy;
        while (n-- > 0) {
            fast = fast.next;
        }
        while (fast.next != null) {
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        slow.next = slow.next.next;
        return dummy.next;
    }
}

解法2 : 递归

思路 : 当p为null时, 返回0, t=0(此时p指向倒数第一个节点), 返回1, 即倒数第几个节点就返回几,而此时p指向该倒数节点的上一个节点,所以可以对要删除的节点进行删除操作.

解 :

class Solution {
    public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
        //设置哨兵节点
        ListNode dummy = new ListNode(0, head);
        recursion(dummy, n);
        return dummy.next;
    }
    public int recursion(ListNode p, int n){
        if (p == null) {
            return 0;
        }
        int t = recursion(p.next, n);
        if (t == n) {
            p.next = p.next.next;
        }
        return t + 1;
    }
}
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