鏈表的應用 -- LeetCode203. 移除鏈表元素

203.移除鏈表元素

這是LeetCode第203號問題，題目鏈接：https://leetcode-cn.com/problems/remove-linked-list-elements/

刪除鏈表中等於給定值 val 的所有節點。
示例:
輸入: 1->2->6->3->4->5->6, val = 6
輸出: 1->2->3->4->5

ListNode.java

LeetCode中提供的節點，爲了本地測試方便，添加方法進行完善。

public class ListNode {
    int val;
    ListNode next;

    ListNode(int x) {
        val = x;
    }

    public ListNode(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length == 0)
            throw new IllegalArgumentException("arr can not be empty");
        // val 等於第一個元素
        this.val = arr[0];

        // 把數組中元素創建成一個個新的ListNode接在前一個節點上
        ListNode cur = this;
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            cur.next = new ListNode(arr[i]);
            cur = cur.next;  // 挪位置
        }
        // 之後this就是用循環創建的鏈表的頭節點
    }

    // 返回以當前節點爲頭節點的字符串
    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        ListNode cur = this;
        while (cur != null) {
            res.append(cur.val + "-->");
            cur = cur.next;
        }
        res.append("NULL");
        return res.toString();

    }
}

不使用虛擬頭節點

按照思路一步一步實現

// 不創建虛擬頭節點
class Solution {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {

        // 如果頭節點是待刪除元素,需要刪除
        // 使用一個循環刪除，存在頭節點後一個元素也是需要刪除的
        while (head != null && head.val == val) {  // 頭節點不能爲空
            ListNode delNode = head;
            head = head.next;
            delNode.next = null;  // 斷開鏈接
        }

        if (head == null) {
            return null;
        }

        // 從中間刪,此時head一定不是待刪除元素，head後一個節點可能是帶刪除元素
        ListNode prev = head;  // prev爲待刪除元素前一個元素
        while (prev.next != null) {
            if (prev.next.val == val) {
                ListNode delNode = prev.next;
                prev.next = delNode.next;
                delNode.next = null;
            } else {
                // 否則的話不用刪除，往回偏移
                prev = prev.next;
            }
        }
        return head;
    }
}

上述代碼簡寫

class Solution {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {

        // 如果頭節點是待刪除元素,需要刪除
        // 使用一個循環刪除，存在頭節點後一個元素也是需要刪除的
        while (head != null && head.val == val) {  // 頭節點不能爲空
            head = head.next;
        }

        if (head == null) {
            return null;
        }

        // 從中間刪,此時head一定不是待刪除元素，head後一個節點可能是帶刪除元素
        ListNode prev = head;  // prev爲待刪除元素前一個元素
        while (prev.next != null) {
            if (prev.next.val == val) {
                prev.next = prev.next.next;
            } else {
                // 否則的話不用刪除，往回偏移
                prev = prev.next;
            }
        }
        return head;
    }

使用虛擬頭節點

// 使用虛擬頭節點
class Solution {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
        ListNode dummyHead = new ListNode(-1);  // 隨便給一個，永遠不會訪問到
        dummyHead.next = head;  // 不需要對第一個節點進行特殊處理

        ListNode prev = dummyHead;
        while (prev.next != null) {
            if (prev.next.val == val)
                prev.next = prev.next.next;
            else
                prev = prev.next;
        }
        return dummyHead.next;
    }
}

鏈表具有遞歸性質

把一個一個節點連接起來就是一個鏈表
對於鏈表0->1->2->3->4->5->NULL，可以想像成0->和一個更短的鏈表(少了一個節點)，鏈表可以理解爲一個一個節點的掛接，也可以理解成一個頭節點後面掛接了一個更小的鏈表。

• 在這個更短的鏈表中，“1”就變成了它的頭節點。
• 更短的鏈表也可以類似的看作頭節點“1”掛接了一個比現在更小的鏈表，在這個更小的鏈表中，“2”作爲它的頭節點。
• 依此類推，直到最後，可以理解NULL本身也是一個鏈表，它也是最基本的鏈表。

使用遞歸刪除鏈表中的元素

class Solution {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {

        // 對於空鏈表刪除所有元素爲val的節點，得到的還是空
        if (head == null)
            return null;
        // 將頭節點後的鏈表中所有的val值刪除後剩下的鏈表
        ListNode res = removeElements(head.next, val);
        // 判斷頭節點的值是否爲val
        if (head.val == val)
            return res;
        // head的值不爲val時候返回head和後面的鏈表
        else {
            // 讓head掛接上後面的鏈表
            head.next = res;
            return head;
        }
    }
}

代碼簡寫

// 使用遞歸來解決
class Solution5 {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
        // 對於空鏈表刪除所有元素爲val的節點，得到的還是空
        if (head == null)
            return null;
        // 將頭節點後的鏈表中所有的val值刪除後剩下的鏈表
        head.next = removeElements(head.next, val);
        // 三目運算符簡寫
        return (head.val == val) ? head.next : head;
    }
}

書寫測試主函數

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {1, 2, 6, 3, 4, 5, 6};
    ListNode list = new ListNode(arr);
    System.out.println(list);
    ListNode res = (new Solution()).removeElements(list, 6);
    System.out.println(res);
}

測試結果

1-->2-->6-->3-->4-->5-->6-->NULL
1-->2-->3-->4-->5-->NULL