代码随想录算法训练营day3|链表day1

原创已于 2024-03-12 16:41:21 修改 · 967 阅读

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#算法 #链表 #数据结构

于 2024-02-25 20:16:50 首次发布

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本文介绍了链表的基本概念，包括顺序表和链表的结构，重点讲解了如何在链表中删除特定值的节点，设计链表类实现各种操作，并涉及链表的反转方法。

链表：表这种数据结构分为两种，一种是顺序表，一种是链表

链表的定义是什么?

链表是通过指针连在一起的线性结构，每一个结点又两部分组成：一个是数据域，一个是指针域，最后一个结点指向null。

一个链表我们需要什么？

首先是每一个结点，每一个结点有包含数据域和指针域。

这里容易遗漏size，如果没有size的话很难检测插入的位置是否合法。

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 。

示例 1：

输入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6
输出：[1,2,3,4,5]

示例 2：

输入：head = [], val = 1
输出：[]

示例 3：

输入：head = [7,7,7,7], val = 7
输出：[]

思路

删除所有的值为val的结点就意味着需要有一个循环，去遍历这个链表，每次检查它的val是不是题设val，然后删除，删除就意味着你需要记住上一个元素是什么，因为删除一个元素之后不可能链表就断了，删除元素的上一个元素和下一个元素还要相连。

需要注意的是如果没有虚拟头结点的话是需要将头结点是val这种情况单独进行操作的。

如果有头结点的话第一个元素也有前一个结点，此时所有的结点就算没删除了也可以统一实现前一个结点和后一个节点相连。

代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
        ListNode p = new ListNode();
        ListNode q = new ListNode();
        while(head!=null&&head.val==val){
            head = head.next;
        }
        if(head==null){
            return head;
        }
        p=head;
        q=p.next;
        while(q!=null){
            if(q.val==val){
                p.next = q.next;
            }else{
                p=q;
            }
            q=q.next;
        }
        return head;
    }
}

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。

示例：

输入
["MyLinkedList", "addAtHead", "addAtTail", "addAtIndex", "get", "deleteAtIndex", "get"]
[[], [1], [3], [1, 2], [1], [1], [1]]
输出
[null, null, null, null, 2, null, 3]

思路

这里比较好做的方式是设置虚拟头结点，这样的话在删除第一个元素的时候其他元素也相同，相当于是第一道题的进阶，插入元素可以统一成插入元素到某一个为止，可以找到插入的位置之前的结点然后插入。

代码

class ListNode{
    int val;
    ListNode next;
    ListNode(){

    }
    ListNode(int val){
        this.val = val;
    }
}
class MyLinkedList {
    int size;
    ListNode head;

    public MyLinkedList() {
        size = 0;
        head = new ListNode(); 
    }
    
    public int get(int index) {
        if(index<0||index>=size){
            return -1;
        }
        ListNode p = head;
        for(int i = 0;i<=index;i++){
            p = p.next;
        }
        return p.val;
    }
    
    public void addAtHead(int val) {
        addAtIndex(0,val);
    }
    
    public void addAtTail(int val) {
        addAtIndex(size,val);
    }
    
    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if(index>size){
            return ;
        }
        ListNode pre = head;
        ListNode cur = new ListNode();
        for(int i = 0;i<index;i++){
            pre = pre.next;
        }
        ListNode p = new ListNode(val);
        p.next = pre.next;
        pre.next = p;   
        size++;
    }
    
    public void deleteAtIndex(int index) {
        if(index<0||index>=size){
            return ;
        }
        size--;
        if(index == 0){
            head = head.next;
            return ;
        }
        ListNode p = head;
        for(int i = 0;i<index;i++){
            p = p.next;
        }
        p.next = p.next.next;
    }   
}

/**
 * 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);
 */

翻转链表

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。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[5,4,3,2,1]

思路：

一开始想的是头插法，但是头插法没有虚拟头结点难以进行，后面看了解析学会了用三个指针的方式，简单来说就是前一个元素是r，第二个元素是p，第三个元素是r，一开始r是null，p是头结点，先去改变q的下一个元素，q的下一个元素是p,而下一个元素是r，然后r和p以及q就全部往左移，就实现了局部的翻转。要注意最后一个元素处理完之后head也要赋值为最后一个处理的元素。

代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if(head==null){
            return null;
        }else{
            ListNode r = null;
            ListNode p = head;
            while(p!=null){
                ListNode q = p.next;
                p.next = r;
                r=p;
                p=q;
            }
            head = r;
        }
        return head;
    }
}