牛客刷题日记【反转链表|链表内指定区间反转|合并两个排序的链表】

BM1 反转链表

给定一个单链表的头结点pHead(该头节点是有值的，比如在下图，它的val是1)，长度为n，反转该链表后，返回新链表的表头。

数据范围： 0≤n≤1000

要求：空间复杂度 O(1) ，时间复杂度 O(n) 。

如当输入链表{1,2,3}时，

经反转后，原链表变为{3,2,1}，所以对应的输出为{3,2,1}。

思考：

空间o1，时间on，链表倒置，用头插法处理即可，注意特判。

代码：

/**
 * struct ListNode {
 *	int val;
 *	struct ListNode *next;
 *	ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 * };
 */
#include <cstddef>
class Solution {
public:
    /**
     * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可
     *
     * 
     * @param head ListNode类 
     * @return ListNode类
     */
    ListNode* ReverseList(ListNode* head) {
        // write code here
        if (!head) return nullptr;

        ListNode* t = head;
        head = head->next;
        t->next = nullptr;

        while (head){
            ListNode* tmp = head;
            head = head->next;
            tmp->next = t;
            t = tmp;
        }


        return t;
    }
};

BM2 链表内指定区间反转 ※

将一个节点数为 size 链表 m 位置到 n 位置之间的区间反转，要求时间复杂度 O(n)O(n)，空间复杂度 O(1)O(1)。
例如：
给出的链表为 1→2→3→4→5→NULL, m=2,n=4
返回 1→4→3→2→5→NULL

数据范围： 链表长度 0<size≤1000，0<m≤n≤size，链表中每个节点的值满足 ∣val∣≤1000

要求：时间复杂度 O(n)O(n) ，空间复杂度 O(n)O(n)

进阶：时间复杂度 O(n)O(n)，空间复杂度 O(1)O(1)

思考：

在刚才的题目之上进行改进。遍历整个链表，在指定的起始位置开始头插法，在指定的终点结束，最后返回头指针。

代码：

这道题目是今天做的最难的一道题目，也是最有收获的一道题目

收获一：

在使用头插法逆置的过程中，可以灵活使用尾指针，防止在一次遍历的过程中断链。

在链表的计算中，应该更灵活的使用指针，而不是只用一个头指针然后多次遍历。

收获二：

指向元素的head指针不是万能的，可能指向的元素，在链表中被调换位置，并非头指针

收获三：

ListNode* t = new ListNode(0); // 空指针

在牛客里，空指针的申请方式，不然分分钟段错误……

/**
 * struct ListNode {
 *	int val;
 *	struct ListNode *next;
 *	ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    /**
     * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可
     *
     * 
     * @param head ListNode类 
     * @param m int整型 
     * @param n int整型 
     * @return ListNode类
     */
    ListNode* reverseBetween(ListNode* head, int m, int n) {
        // write code here
        ListNode* t = new ListNode(0); // 空指针
        t->next = head;
        ListNode* pre = t;

        for (int i = 1;i < m;i++) pre = pre->next;

        ListNode* res = t;

        t = pre->next;
        ListNode* llast = t;
        for (int i = m;i <= n;i++) {
            ListNode* tmp = t;
            t = t->next;
            tmp->next = pre->next;
            pre->next = tmp;

            llast->next = t;
        }

        // return head; 这里是不能用head返回的，
        // 因为head指针链接在元素上，而这个元素是存在被逆置的可能性
        return res->next;
    }
};

BM4 合并两个排序的链表

描述

输入两个递增的链表，单个链表的长度为n，合并这两个链表并使新链表中的节点仍然是递增排序的。

数据范围： 0≤n≤10000≤n≤1000，−1000≤节点值≤1000−1000≤节点值≤1000
要求：空间复杂度 O(1)O(1)，时间复杂度 O(n)O(n)

思考：

有递归，非递归两种解法，要注意代码实现上的一些问题

代码：

非递归版本

注意两个链表比较的时候要用，<=在这里错了一次

/**
 * struct ListNode {
 *	int val;
 *	struct ListNode *next;
 *	ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    /**
     * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可
     *
     * 
     * @param pHead1 ListNode类 
     * @param pHead2 ListNode类 
     * @return ListNode类
     */
    ListNode* Merge(ListNode* pHead1, ListNode* pHead2) {
        // write code here

        ListNode* head = new ListNode(0);
        ListNode* tt = head;

        head->next = tt;
        while (true) {
            if (pHead1 == nullptr && pHead2 == nullptr) {tt->next = nullptr;break;}
            if (pHead1 == nullptr) {tt->next = pHead2;break;}
            if (pHead2 == nullptr) {tt->next = pHead1;break;}

            if (pHead1->val <= pHead2->val) {
                tt->next = pHead1;
                pHead1 = pHead1->next;
                tt = tt->next;
                continue;
            }
            if (pHead2->val <= pHead1->val) {
                tt->next = pHead2;
                pHead2 = pHead2->next;
                tt = tt->next;
                continue;
            }

        }

        head = head->next;
        return head;
    }
};

递归版本

在递归的思路中，仅返回当前情况下需要的指针即可

/**
 * struct ListNode {
 *	int val;
 *	struct ListNode *next;
 *	ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    /**
     * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可
     *
     * 
     * @param pHead1 ListNode类 
     * @param pHead2 ListNode类 
     * @return ListNode类
     */
    ListNode* Merge(ListNode* pHead1, ListNode* pHead2) {
        // write code here
        if (pHead1 == nullptr && pHead2 == nullptr) return nullptr;

        if (pHead1 == nullptr) return pHead2;
        if (pHead2 == nullptr) return pHead1;
        // 三种递归的终止条件


        if (pHead1->val <= pHead2->val) {
            ListNode* res = pHead1;
            pHead1 = pHead1->next;
            res->next = Merge(pHead1, pHead2);
            return res;    
        }

        if (pHead2->val <= pHead1->val) {
            ListNode* res = pHead2;
            pHead2 = pHead2->next;
            res->next = Merge(pHead1, pHead2);
            return res;    
        }

        return nullptr;
    }
};