代码随想录Day03：203.移除链表元素、707.设计链表、206.反转链表-优快云博客

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203. 移除链表元素

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。

题目链接：LeetCode203.移除链表元素
文档讲解：代码随想录203.移除链表元素
视频讲解：手把手带你学会操作链表 | LeetCode：203.移除链表元素

思路

链表元素在内存中不是连续的，且使用C++编程语言时要注意手动管理内存，删除元素节点后及时清理内存。
对于单链表，如果待删除节点不是头节点，直接删除再改变前一节点的指向即可；对于头节点，没有前一个节点，情况较为特殊，有以下两种处理方式。

使用原链表，将头节点后移一位，删除原头节点。
增加虚拟头节点，统一方式处理后续节点，最后删除虚拟头节点。

题解

使用原链表：

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        while (head != nullptr && head->val == val) {
            ListNode* tmp = head;
            head = head->next;
            delete tmp;
            tmp = nullptr;
        }
        ListNode* cur = head;
        while (cur != nullptr && cur->next != nullptr) {
            if (cur->next->val == val) {
                ListNode* tmp = cur->next;
                cur->next = tmp->next;
                delete tmp;
                tmp = nullptr;
            } else
                cur = cur->next;
        }
        return head;
    }
};

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(1)

增加虚拟头节点：

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        ListNode* fakeHead = new ListNode(0);
        fakeHead->next = head;
        ListNode* cur = fakeHead;
        while (cur->next != nullptr) {
            if (cur->next->val == val) {
                ListNode* tmp = cur->next;
                cur->next = tmp->next;
                delete tmp;
                tmp = nullptr;
            } else
                cur = cur->next;
        }
        head = fakeHead->next;
        delete fakeHead;
        fakeHead = nullptr;
        return head;
    }
};

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(1)

707. 设计链表

你可以选择使用单链表或者双链表，设计并实现自己的链表。

单链表中的节点应该具备两个属性：val 和 next 。val 是当前节点的值，next 是指向下一个节点的指针/引用。

如果是双向链表，则还需要属性 prev 以指示链表中的上一个节点。假设链表中的所有节点下标从 0 开始。

实现 MyLinkedList 类：

MyLinkedList() 初始化 MyLinkedList 对象。
int get(int index) 获取链表中下标为 index 的节点的值。如果下标无效，则返回 -1 。
void addAtHead(int val) 将一个值为 val 的节点插入到链表中第一个元素之前。在插入完成后，新节点会成为链表的第一个节点。
void addAtTail(int val) 将一个值为 val 的节点追加到链表中作为链表的最后一个元素。
void addAtIndex(int index, int val) 将一个值为 val 的节点插入到链表中下标为 index 的节点之前。如果 index 等于链表的长度，那么该节点会被追加到链表的末尾。如果 index 比长度更大，该节点将不会插入到链表中。
void deleteAtIndex(int index) 如果下标有效，则删除链表中下标为 index 的节点。

题目链接：LeetCode707.设计链表
文档讲解：代码随想录707.设计链表
视频讲解：帮你把链表操作学个通透！LeetCode：707.设计链表

思路

自定义实现一个链表类，并实现相应的接口。

题解

class MyLinkedList {
public:
    struct LinkedNode {
        int val;
        LinkedNode* next;
        LinkedNode(int val) : val(val), next(nullptr) {}
    };

private:
    LinkedNode* fakeHead;
    int szList;

public:
    MyLinkedList() {
        fakeHead = new LinkedNode(0);
        szList = 0;
    }

    int get(int index) {
        if (index > (szList - 1) || index < 0)
            return -1;
        LinkedNode* cur = fakeHead->next;
        while (index--)
            cur = cur->next;
        return cur->val;
    }

    void addAtHead(int val) {
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        newNode->next = fakeHead->next;
        fakeHead->next = newNode;
        szList++;
    }

    void addAtTail(int val) {
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur = fakeHead;
        while (cur->next != nullptr)
            cur = cur->next;
        cur->next = newNode;
        szList++;
    }

    void addAtIndex(int index, int val) {
        if (index > szList)
            return;
        if (index < 0)
            index = 0;
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur = fakeHead;
        while (index--)
            cur = cur->next;
        newNode->next = cur->next;
        cur->next = newNode;
        szList++;
    }

    void deleteAtIndex(int index) {
        if (index >= szList || index < 0)
            return;
        LinkedNode* cur = fakeHead;
        while (index--)
            cur = cur->next;
        LinkedNode* tmp = cur->next;
        cur->next = tmp->next;
        delete tmp;
        tmp = nullptr;
        szList--;
    }
};

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。

题目链接：LeetCode206.反转链表
文档讲解：代码随想录206.反转链表
视频讲解：帮你拿下反转链表 | LeetCode：206.反转链表 | 双指针法 | 递归法

思路

为了将链表进行反转，将头节点的指针指向nullptr，后续依次将后一个节点的指针指向前一个节点；最后将head指针指向尾节点。具体实现参照上述讲解的双指针法。

题解

双指针法：

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode* cur = head;
        ListNode* pre = nullptr;
        while (cur) {
            ListNode* tmp = cur->next;
            cur->next = pre;
            pre = cur;
            cur = tmp;
        }
        return pre;
    }
};

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(1)