戀上數據結構與算法：單向鏈表練習(四)

文章目錄

(一)練習01：刪除節點
(二)練習02：反轉鏈表（遞歸）
(三)練習03：反轉鏈表（迭代）(頭插法)
(四)練習04：環形鏈表
(五)作業題

(一)練習01：刪除節點

https://leetcode-cn.com/problems/delete-node-in-a-linked-list/

我們的目標是刪除指定的node，但是卻不提供查詢前一個node的方法

我們可以換一種思路，把後一個節點的值，覆蓋掉要刪除的節點的值（用next可以獲取下一個節點）

然後把值爲9的節點的next指向next的next，如下：

代碼如下：

    /**
     * 刪除指定的節點
     *
     * @param node
     */
    public void deleteNode(ListNode node) {
        node.val = node.next.val;
        node.next = node.next.next;
    }

(二)練習02：反轉鏈表（遞歸）

https://leetcode-cn.com/problems/reverse-linked-list/

傳入head對應的鏈表如下：

期望的結果如下：

遞歸的過程如下：
如果傳入的是head.next（相當於從4開始翻轉），情況如下：

首先讓4號元素的next指向5號元素就可以了（此時的4號元素依然被head的next指着），然後讓5號元素的next指向null即可

代碼如下：

    /**
     * 傳入頭節點，反轉後傳回新的頭節點
     *
     * @param head
     * @return
     */
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
//        if (head == null) return null;//到最後一步了，最後爲空節點
//        if (head.next == null) return head;//意味着這個鏈表只有一個節點了，翻轉了還是本身
        if (head == null || head.next == null) return head;

        ListNode newHead = reverseList(head.next);
        head.next.next = head;
        head.next = null;
        return newHead;
    }

遞歸的解題思路：搞清楚方法的作用，比如本題中ListNode reverseList(ListNode head)的作用是返回翻轉後的鏈表的頭結點

(三)練習03：反轉鏈表（迭代）（頭插法）

https://leetcode-cn.com/problems/reverse-linked-list/

我們希望newHead指向1，1指向2，2指向3…

實現的步驟如下：

首先讓head的next指向newHead

然後讓newHead指向head

然後讓head指向下一個節點

效果如下：

再循環一遍，效果如下：

但是會有一個問題，一開始就讓head的next指向newHead，後面的節點就沒有被引用了，會被銷燬

所以我們需要搞一個臨時變量，讓它一開始就要指向head的next，如下：

此時再讓head的next指向newHead

再讓newHead指向head

讓head指向temp指向的節點

效果如下：

新一輪的循環開始之前，先讓temp指向head的next

代碼實現如下：

    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) return head;

        ListNode newHead = null;
        while (head != null) {
            ListNode tmp = head.next;
            head.next = newHead;
            newHead = head;
            head = tmp;
        }
        return newHead;
    }

(四)練習04：環形鏈表

https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-cycle/

注意：java的引用相當於c語言的指針，這裏我們就用到快慢指針的思想

判斷一個鏈表是否有環的步驟如下：
假設有一個環形鏈表

首先用slow（慢指針）指向head

再用fast（快指針）指向head的next

注意：慢指針和快指針的初始位置不重要

慢指針一次走一步，快指針一次走兩步，最終它們都會進入環路，由於速度不一致，最終肯定會相遇

注意：如果fast（快指針）先指null（空指針），則代表該鏈表沒有環

代碼如下：

    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) return false;
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head.next;
        while (fast != null && fast.next != null) {
            //if (slow == fast) return true;
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
            if (slow == fast) return true;//剛進來肯定是不相等的，先讓它們走一輪再判斷
        }
        return false;
    }

分析：複雜度需要看fast（快指針），大概是O(n/2)，即O(n)

(五)作業題

203. 移除鏈表元素：https://leetcode-cn.com/problems/remove-linked-list-elements/
83. 刪除排序鏈表中的重複元素：https://leetcode-cn.com/problems/remove-duplicates-from-sorted-list/
876. 鏈表的中間結點：https://leetcode-cn.com/problems/middle-of-the-linked-list/