详解单链表经典OJ题

前言

本篇文章主要就是讲述数据结构中链表有关的一些经典的OJ题,文末也给大家提供了OJ题的具体网址供大家练习,通过这些OJ题希望对你理解链表有一个更深层次的理解,最后创作不易,希望大家能够给予鼓励,点点赞,评论交流学习!

一 删除链表中等于给定值“val”的所有节点

例如:
输入:head = [1,2,6,3,6], val = 6
输出:[1,2,3]

图解过程:

详解单链表经典OJ题
删除之后
详解单链表经典OJ题
思路有了之后,代码如下:

    public nodelist deletion(int val){
        if (head==null)return null;
        nodelist cur=head;
        while (cur!=null){
            while(cur.next!=null&&cur.next.val==val){
                cur.next=cur.next.next;
            }
            cur=cur.next;
        }
        if(head.val==val){
            head=head.next;
        }
        return head;
    }

二 反转一个单链表

例如:
输入:head = [1,2,3,4,5]
输出:[5,4,3,2,1]

详解单链表经典OJ题
详解单链表经典OJ题
代码具体实现

    public nodelist fanzhuang(){
        nodelist prve=null;
        nodelist cur=head.next;
        while (cur!=null){
            head.next=prve;
            prve=head;
            head=cur;
            cur=cur.next;
        }
        head.next=prve;
        return head;
    }

三 求中间节点

给定一个带有头结点 head 的非空单链表,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。
例如:
head=[1,2,3,4,5] 返回3
head=[1,2,3,4] 返回3

图解分析
详解单链表经典OJ题
代码实现:

    //中间节点问题
    //解决方法快慢指针
    public nodelist midnode(){
        nodelist fast=head;
        nodelist slow=head;
        while (fast!=null&&fast.next!=null){
            slow=slow.next;
            fast=fast.next.next;
        }
        return slow;
    }

对于两个节点的分析方法可以自己画图体会,就能更好的理解这个题目。在这里我们提出一个变式,如果有两个节点,我们要求要返回第一个节点该怎么做?
具体的代码实现如下:

    public nodelist midnode(){
        nodelist fast=head;
        nodelist slow=head;
        while (fast!=null&&fast.next!=null){
            fast=fast.next.next;
            if (fast==null){
                return slow;
            }
            slow=slow.next;
           
        }
        return slow;
    }

四 链表倒数第K个节点

详解单链表经典OJ题
具体代码实现:

//求倒数第k个节点
    public nodelist node(int k){
        if (k<0||head==null)return null;
        nodelist slow=head;
        nodelist fast=head;
        while (k-1!=0){
            fast=fast.next;
            if (fast==null){//如果超出了范围,那么fast应该是一个null
                return null;
            }
            k--;
        }
        while (fast.next!=null){
            fast=fast.next;
            slow=slow.next;
        }
        return slow;
    }

五 合并有序链表

将两个有序链表合并为一个新的有序链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。

详解单链表经典OJ题
详解单链表经典OJ题
对于这种题目我们可以采用,创建一个新的节点,然后把他们都给串起来具体实现代码如下:

    //合并有序列表
    public static nodelist mergeTwoLists(nodelist head, nodelist head1) {
        nodelist newhead=new nodelist(-1);//创建一个新的节点
        nodelist cur=newhead;
        while(head!=null&&head1!=null){
            if(head.val<head1.val){
                cur.next=head;
                cur=head;
                head=head.next;
            }else{
                cur.next=head1;
                cur=head1;
                head1=head1.next;
            }
        }
        if(head==null){
            cur.next=head1;
        }else{
            cur.next=head;
        }
        return newhead.next;
    }

六 链表分割

问题描述:

现有一链表的头指针 ListNode head,给一定值x,编写一段代码将所有小于x的结点排在其余结点之前,且不能改变原来的数据顺序,返回重新排列后的链表的头指针。

链表分割前:
详解单链表经典OJ题

分割之后:
详解单链表经典OJ题
在这里要注意的是,我们还得要先定义一个cur去遍历链表,然后再利用这四个空结点将他们串起来。这里要值得注意的是对于一开始进入的as,ae,bs,be,我们需要分开讨论。

注意细节:

1 如果x的值取的合适,对于分割的链表前半部分可能是没有数据的,也就是说as=null,那么此时我们就必须返回bs(如果后半部分也为空,那就说明就是一个空链表)
2 判断完上一个之后,我们必须要让ae.next=bs,这样才能把分割的链表链接起来
3 对于分割链表,我们不可能确保最后一个元素一定是在第二部分,也有可能是在第一部分,那么这个时候就会有一个问题,那就是这个链表没有尾巴了,所以我们要把be.next置为null
具体代码实现:

    //链表的分割
    public static nodelist spiltist(nodelist head,int x){
        nodelist as=null;
        nodelist ae=null;
        nodelist bs=null;
        nodelist be=null;
        nodelist cur=head;
        if (head==null)return null;
        while (cur!=null){
            if (cur.val<x){
                //第一次进入
                if (as==null){
                    as=cur;
                    ae=cur;
                }else{//不是第一次进入
                    ae.next=cur;
                    ae=ae.next;
                }
            }else{
                //第一次进入
                if (bs==null){
                    bs=cur;
                    be=cur;
                }else{//不是第一次进入
                    be.next=cur;
                    be=be.next;
                }
            }
            cur=cur.next;
        }
        if (as==null){//判断前半部分是否会有数据
            return bs;
        }
        ae.next=bs;//把前后两个部分拼接起来
        if (bs!=null&&be.next!=null){//判断be.next是否为null,不是null,手动置为null
            be.next=null;
        }
        return as;
    }

七 删除重复结点

问题描述:

在一个排序的链表中,存在重复的结点,请删除该链表中重复的结点,重复的结点不保留,返回链表头指针。 例如,链表 1->2->3->3->4->4->5 处理后为 1->2->5

删除前:
详解单链表经典OJ题
删除后:
详解单链表经典OJ题
通过以上两张图片,我们可以利用一个傀儡结点,去把那些不重复的节点给串起来,然后返回new.next就会是我们要得到的链表。
注意细节:
1 不能一眼认定,newhead.next就是head,这是不对的,因为如果一个链表为{1,1,2,3},就可以说明这个错误的观点
2 对于傀儡结点与链表直接的联系,我们可以通过定义一个temp,让temp=newhead,当cur.val!=cur.next.val的时候,让temp.next=cur
具体代码实现如下:

  //删除重复的结点
    public nodelist delet(){
        nodelist newhead=new nodelist(1);
        nodelist cur=head;
        nodelist temp=newhead;
        while (cur!=null){
            if (cur.next!=null&&cur.val==cur.next.val){
                while(cur.next!=null&&cur.val==cur.next.val){//存在多个重复值的情况
                    cur=cur.next;
                }
                cur=cur.next;
            }else{
                temp.next=cur;
                cur=cur.next;
                temp=temp.next;
            }
        }
        if(temp.next!=null){
        temp.next=null;
        }

        return newhead.next;
    }

这里要特别提一下最后的if语句,在这个代码中,如果链表为{1,2,3,3,3},如果没有if语句那么最后重复的节点是删不去的,根据上面代码,我们要得到的就是当cur=null的时候,temp.next=null,所以在这里我们有必要在这里进行一个这样的判断。

八 链表的回文结构

对于一个链表,请设计一个时间复杂度为O(n),额外空间复杂度为O(1)的算法,判断其是否为回文结构。给定一个链表的头指针A,请返回一个bool值,代表其是否为回文结构
例如:1->2->2->1
返回:true

详解单链表经典OJ题
一 需要利用快慢指针找到中点
详解单链表经典OJ题
二 反转链表
详解单链表经典OJ题

详解单链表经典OJ题
在反转链表中,我们需要定义一个cur,让cur.next=slow,这样就完成了当前slow所在的下一个节点的反转,我们还需要往下走,需要在定义一个curNext去记录cur的下一个节点,不然后一个节点就找不到了,我们在把slow=cur,这样就把slow往后移了一位,我们在令cur=curNext,curNext=curNext.next(这里的要注意要利用一个if语句判断一下,curNext是否为null),结合上述,最终的目的就是反转到最后一个节点(就是slow的位置要在最后一个节点上),那么我们反转节点肯定不止一个,所以我们是需要一个循环的,那么这个循环的终止条件就是cur!=null
三 判断回文结构
从反转之后的图片来看,如果是回文结构,那么此时我们slow与head同时往后走,那么就会有head与slow相遇。这里就要特别说一下,以上情况是针对奇数个节点展开的讨论,偶数节点其实也是一样的,只不过在判断时,变成head.next=slow,具体的图可以自己尝试去画一画。在代码中,我会把两种情况的总代码写出来。
代码展示

public class PalindromeList {
    public boolean chkPalindrome(ListNode head) {
        // write code here
        if(head==null||head.next==null)return false;
        //寻找中点
        ListNode fast=head;
        ListNode slow=head;
        while(fast!=null&&fast.next!=null){
            fast=fast.next.next;
            slow=slow.next;
        }
        //反转链表
        ListNode cur=slow.next;
        ListNode curNext=cur.next;
        while(cur!=null){
            cur.next=slow;
            slow=cur;
            cur=curNext;
            if(curNext!=null){
                curNext=curNext.next;
            }
        }
        //判断回文结构
        while(head!=slow){
            if(head.val==slow.val){
                head=head.next;
                slow=slow.next;
                if(head.next==slow){
                    return true;
                }
            }else{
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

九 相交链表

题目描述

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 。

详解单链表经典OJ题
对于相交节点,我们同样采用快慢指针的做法,设headA=slow,headB=fast,从图中我们可以看出B比A长,那么我们就要定义一个整形,来表示B与A之间的长度之差,让fast多走这个差步,之后fast与slow一起走,之后就会相遇,我们就返回相遇的节点
详解单链表经典OJ题
对于所给的链表,也可以是这种,那么这个时候也不要紧,我们可以利用一个if在前一个的基础上来判断一下,如果B更长,我们就可以交换一下fast与slow的指向
具体实现代码如下:

public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        ListNode slow=headA;
        ListNode fast=headB;
        int lena = 0;
        int lenb = 0;
        while(slow!=null){
            lena++;
            slow=slow.next;
        }
        while(fast!=null){
            lenb++;
            fast=fast.next;
        }
        slow=headA;
        fast=headB;
        int c=lenb-lena;
        if(c<0){
            fast=headA;
            slow=headB;
            c=lena-lenb;
        }
        while(c!=0){
            fast=fast.next;
            c--;
        }
        while(fast!=slow){
            fast=fast.next;
            slow=slow.next;
        }
        return slow;
    }
}

十 判断表中是否有环

详解单链表经典OJ题
对于是否成环问题,我们采用快慢指针前去解决,我们让fast一次走两步,slow一次走一步,那么slow与fast终究会相遇的,可不敢让fast走三次,如果只有两个节点,那么是永远不会相遇的
具体代码实现如下

public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        if(head==null||head.next==null)return false;
        ListNode fast=head.next;
        ListNode slow=head;
        while(fast!=null&&fast.next!=null){
            if(fast==slow){
                return true;
            }
            slow=slow.next;
            fast=fast.next.next;
        }
        return false;
    }
}

十一 环形链表II

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

详解单链表经典OJ题

如图我们就是要返回2这个节点,对于这种题,我们也是利用快慢指针前去解决
1 先找到fast与slow的相遇点
2 令fast与slow其中一个置为头结点的位置,两个一起走,就会走到入环的第一个节点
代码实现:

public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        ListNode slow=head;
        ListNode fast=head;
        while(fast!=null&&fast.next!=null){
            fast=fast.next.next;
            slow=slow.next;
            //假如环中相遇
            if(fast==slow){
                break;
            }
        }
        //没有相遇
        if(fast==null||fast.next==null){
            return null;
        }
        slow=head;
        while(slow!=fast){
            slow=slow.next;
            fast=fast.next;
        }
        return fast;
    }
}

OJ题目网址

1 删除链表中等于给定值 val 的所有节点
2 反转一个单链表
3 给定一个带有头结点 head 的非空单链表,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。
4 输入一个链表,输出该链表中倒数第k个结点。
5 将两个有序链表合并为一个新的有序链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。
6 编写代码,以给定值x为基准将链表分割成两部分,所有小于x的结点排在大于或等于x的结点之前
7 在一个排序的链表中,存在重复的结点,请删除该链表中重复的结点,重复的结点不保留,返回链表头指针。
8 链表的回文结构
9 输入两个链表,找出它们的第一个公共结点。
10 给定一个链表,判断链表中是否有环
11 给定一个链表,返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环,则返回 null

上一篇:XTU OJ 1396


下一篇:【LeetCode之顺序表】:三道经典的顺序表OJ题(用C语言实现,附图详解)