LeetCode【代码随想录】刷题（链表篇）

最新推荐文章于 2025-06-10 19:53:27 发布

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leetcode里下面的题目要用到的单链表的定义，后面就不再放了。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */

203.移除链表元素

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题目：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。

思路：数据结构基操。题目中的头节点说法不准确，害我浪费不少时间，实际是首元节点。

通过代码：

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        if(head == nullptr)
            return head;
        ListNode *h = new ListNode{0, head};
        ListNode *prior, *ptr = h;
        while(ptr != nullptr)
        {
            prior = ptr;
            ptr = ptr -> next;
            while(ptr != nullptr && ptr -> val == val)
            {
                prior -> next = ptr -> next;
                ptr = ptr -> next;
            }
        }
        return h -> next;
    }
};

707.设计链表

力扣题目链接

题目：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。

思路：题目出的不好啊，看题解才知道Node节点明明有写好的，却不给提示，非要我自己写一个。

通过代码：

struct Node
{
    int val;
    Node *next;
};

class MyLinkedList {
    Node *head;
public:
    MyLinkedList() {
        head = new Node{0, nullptr};
    }
    
    int get(int index) {
        if(index < 0)
            return -1;
        int cnt = -1;
        Node *ptr = head;
        while(ptr != nullptr && cnt < index)
        {
            cnt++;
            ptr = ptr -> next;
        }
        if(ptr == nullptr)
            return -1;
        else
            return ptr -> val;
    }
    
    void addAtHead(int val) {
        Node *node = new Node{val, head -> next};
        head -> next = node;
    }
    
    void addAtTail(int val) {
        Node *node = new Node{val, nullptr};
        Node *ptr = head;
        while(ptr -> next != nullptr)
            ptr = ptr -> next;
        ptr -> next = node;
    }
    
    void addAtIndex(int index, int val) {
        if(index < 0)
            return;
        Node *node = new Node{val, nullptr};
        int cnt = -1;
        Node *ptr = head;
        while(ptr != nullptr && cnt < index -1)
        {
            ptr = ptr ->next;
            cnt++;
        }
        if(ptr != nullptr)
        {
            node -> next = ptr -> next;
            ptr -> next = node;
        }  
    }
    
    void deleteAtIndex(int index) {
        if(index < 0)
            return;
        int cnt = -1;
        Node *ptr = head;
        while(ptr != nullptr && cnt < index - 1)
        {
            ptr = ptr -> next;
            cnt++;
        }
        if(ptr != nullptr && ptr -> next != nullptr)
        {
            Node *tmp = ptr -> next;
            ptr -> next = tmp -> next;
            delete tmp;
        }
    }
};

/**
 * Your MyLinkedList object will be instantiated and called as such:
 * MyLinkedList* obj = new MyLinkedList();
 * int param_1 = obj->get(index);
 * obj->addAtHead(val);
 * obj->addAtTail(val);
 * obj->addAtIndex(index,val);
 * obj->deleteAtIndex(index);
 */

206.反转链表

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题目：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。

思路：双指针（或者说单链表的头插法），注意对调的时候需要用一个变量保存下一个节点的地址，防止地址丢失。

通过代码：

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        if(head == nullptr || head -> next == nullptr)
            return head;
        ListNode *ptr = head -> next;
        head -> next = nullptr;
        while(ptr != nullptr)
        {
            ListNode *tmp = ptr -> next;
            ptr -> next = head;
            head = ptr;
            ptr = tmp;
        }
        return head;
    }
};

24. 两两交换链表中的节点

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题目：给你一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题（即，只能进行节点交换）。

思路一：双指针迭代，添加一个头节点

通过代码：

class Solution {
public:
    ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
        if(head == nullptr || head -> next == nullptr)
            return head;
        ListNode *newhead = new ListNode{0, head};
        ListNode *left = newhead, *right = head;
        while(right != nullptr && right -> next != nullptr)
        {        
            left -> next = right -> next;
            right -> next = left -> next -> next;
            left -> next -> next = right;
            left = right;
            right = left -> next;
        }
        return newhead -> next;
    }
};

思路二：递归

19.删除链表的倒数第N个节点

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题目：给你一个链表，删除链表的倒数第 n 个结点，并且返回链表的头结点。

思路：双指针，两个指针直接保持n的距离，一起滑到最后即可。其实这和遍历两边没啥区别，真想遍历一遍应该把所有节点的地址按顺序存下来。

通过代码：

class Solution {
public:
    ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
        if(head == nullptr)
            return head;
        ListNode *newhead = new ListNode{0, head};
        ListNode *left = newhead, *right = newhead;
        int cnt = 0;
        while(right != nullptr && cnt < n)
        {
            right = right -> next;
            cnt++;
        }
        while(right -> next != nullptr)
        {
            left = left -> next;
            right = right -> next;
        }
        ListNode *tmp = left -> next;
        left -> next = left -> next -> next;
        delete tmp;
        return newhead -> next;
    }
};

面试题 02.07. 链表相交

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题目：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。如果两个链表没有交点，返回 null 。

图示两个链表在节点 c1 开始相交：

题目数据保证整个链式结构中不存在环。

思路一：哈希集合

class Solution {
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
        if(!headA || !headB)
            return NULL;
        unordered_set<ListNode *> u;
        ListNode *pa = headA;
        while(pa)
        {
            u.insert(pa);
            pa = pa -> next;
        }
        ListNode *pb = headB;
        while(pb)
        {
            if(u.find(pb) != u.end())
                return pb;
            pb = pb -> next;
        }
        return NULL;
    }
};

思路二：双指针，我的想法是做减法使得长度一样。先遍历一遍得到长度差，让长的那个链表的指针先走这么多，然后长度就一样了，就可以放在一个while里遍历。官方题解是做加法，很巧妙，最后也能实现长度一样的效果。本质上两种解法指针走过的路一样长。

通过代码：

class Solution {
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
        ListNode *newa = new ListNode{0, headA};
        ListNode *newb = new ListNode{0, headB};
        ListNode *pa = newa, *pb = newb; 
        int lena = 0 ,lenb = 0;
        while(pa -> next)
        {
            pa = pa -> next;
            lena++;
        }
        while(pb -> next)
        {
            pb = pb -> next;
            lenb++;
        }
        if(!lena || !lenb || pa != pb)
            return NULL;
        int cnt = 0;
        pa = newa;
        pb = newb;
        if(lena > lenb)
        {
            while(cnt < lena - lenb)
            {
                pa = pa -> next;
                cnt++;
            }
        }
        else
        {
            while(cnt < lenb - lena)
            {
                pb = pb -> next;
                cnt ++;
            }
        }
        while(pa -> next != pb -> next)
        {
            pa = pa -> next;
            pb = pb -> next;
        }
        return pa -> next;
    }
};

142.环形链表II

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

思路一：哈希表（集合），简单粗暴，空间复杂度O(n)。

通过代码：

class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        if(!head)
            return NULL;
        unordered_set<ListNode*> u;
        ListNode *ptr = head;
        while(ptr)
        {
            if(u.find(ptr) != u.end())
                return ptr;
            else
                u.insert(ptr);
            ptr = ptr -> next;
        }
        return NULL;
    }
};

思路二：快慢指针，空间复杂度O(1)。快指针每次走2，慢指针每次走1。首先，如果存在环，快慢指针一定在环中相遇。其次，相遇的时候慢指针一定还在走第一圈。

如上如所示，由于快指针的速度是慢指针的两倍，所以快指针会多走一个慢指针的路程，即x+y，而这正是环长度的整数倍。

通过代码：

class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        if(!head)
            return NULL;
        ListNode *fast = head, *slow = head;
        while(fast && fast -> next)
        {
            fast = fast -> next -> next;
            slow = slow -> next;
            if(fast == slow)
            {
                ListNode *index1 = head, *index2 = fast;
                while(index1 != index2)
                {
                    index1 = index1 -> next;
                    index2 = index2 -> next;
                }
                return index1;
            }
        }
        return NULL;
    }
};