链表经典题目

一、虚拟头结点

题目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 。
在这里插入图片描述
在链表中想要删除一个节点,让节点(待删除节点的上一个节点)的next指针指向下下个节点即可(node.next = node.next.next)。
除了正常的删除,我们还需要考虑特殊的情况,比如,删除的是头节点该怎么办?
第一种方式:直接使用原来的链表进行删除操作
即将头节点向后移动一位即可
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
然后再将原本的头节点删除
虽然这样可以移除头节点,但是因为和删除其他节点的方式不同,需要单独写一段逻辑来处理,似乎有点麻烦。
第二种方式:设置一个虚拟头节点
也就是给链表添加一个虚拟头结点作为新的头节点,此时要移除原本的头节点,就和移动其他节点的方式一致了。
在这里插入图片描述
最后要返回的是dummyNode.next

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution:
    def removeElements(self, head: ListNode, val: int) -> ListNode:
        dummyNode = ListNode(0)
        dummyNode.next = head
        cur = dummyNode

        while cur.next:
            if cur.next.val == val:
                cur.next = cur.next.next
            else:
                cur = cur.next
        
        return dummyNode.next

二、链表基本操作

707. 设计链表.
在链表类中实现这些功能:

  • get(index):获取链表中第 index 个节点的值。如果索引无效,则返回-1。
  • addAtHead(val):在链表的第一个元素之前添加一个值为 val 的节点。插入后,新节点将成为链表的第一个节点。
  • addAtTail(val):将值为 val 的节点追加到链表的最后一个元素。
  • addAtIndex(index,val):在链表中的第index 个节点之前添加值为 val 的节点。如果 index 等于链表的长度,则该节点将附加到链表的末尾。如果 index大于链表长度,则不会插入节点。如果index小于0,则在头部插入节点。
  • deleteAtIndex(index):如果索引 index有效,则删除链表中的第 index 个节点。

这里可以用到上一节的虚拟头结点,使链表结构永不为空,便于统一代码逻辑(否则插入删除都需要额外的逻辑判断)
对于插入,由于我们创建了虚拟头结点,addAtHead,addAtTail的操作都可以通过addAtIndex来实现,即在有效index范围内找到插入位置的前驱结点pre
删除也一样,在有效index范围内找到删除位置的前驱结点pre,令pre.next = pre.next.next即可删除目标节点
当然,我们还需要自己定义节点类

# 定义节点类
class ListNode:
    def __init__(self
### C语言中链表相关的练习题与学习资料 #### 关于链表的基础概念 链表是一种常见的线性数据结构,在C语言中可以通过指针实现动态存储管理。相比于数组,链表具有灵活的内存分配特点,适合处理未知大小的数据集合[^1]。 --- #### 示例代码:创建简单的单向链表 以下是基于C语言的一个简单单向链表的创建、遍历以及释放操作: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义链表节点结构体 typedef struct Node { int data; struct Node* next; } Node; // 创建新节点函数 Node* create_node(int value) { Node* new_node = (Node*)malloc(sizeof(Node)); if (!new_node) { printf("Memory error\n"); exit(1); } new_node->data = value; new_node->next = NULL; return new_node; } // 插入节点到链表末尾 void append_node(Node** head_ref, int value) { Node* new_node = create_node(value); if (*head_ref == NULL) { *head_ref = new_node; return; } Node* temp = *head_ref; while (temp->next != NULL) { temp = temp->next; } temp->next = new_node; } // 打印链表 void print_list(Node* node) { while (node != NULL) { printf("%d -> ", node->data); node = node->next; } printf("NULL\n"); } // 释放链表内存 void free_list(Node* head) { Node* current = head; Node* next = NULL; while (current != NULL) { next = current->next; free(current); current = next; } } int main() { Node* head = NULL; // 添加一些节点 append_node(&head, 10); append_node(&head, 20); append_node(&head, 30); // 打印链表 print_list(head); // 释放链表 free_list(head); return 0; } ``` 上述代码展示了如何定义链表节点、插入节点、打印链表以及安全释放链表所占内存[^2]。 --- #### 经典链表练习题解析 ##### 题目1:查找倒数第K个节点 此问题的核心在于双指针法的应用。通过让一个指针先移动`k`步,再同步移动两个指针直到前一个到达链表末端即可找到目标节点[^3]。 ```c Node* find_kth_to_tail(Node* head, unsigned int k) { if (head == NULL || k == 0) return NULL; Node* fast = head; Node* slow = head; for (unsigned int i = 0; i < k; ++i) { if (fast == NULL) return NULL; // 判断k是否大于链表长度 fast = fast->next; } while (fast != NULL) { fast = fast->next; slow = slow->next; } return slow; } ``` --- ##### 题目2:合并两个有序链表 该问题是考察链表的操作能力的经典题目之一。可以采用迭代或递归的方式解决。以下是一个迭代版本的解决方案[^4]。 ```c Node* merge_two_lists(Node* list1, Node* list2) { Node dummy_head = {0}; Node* tail = &dummy_head; while (list1 && list2) { if (list1->data <= list2->data) { tail->next = list1; list1 = list1->next; } else { tail->next = list2; list2 = list2->next; } tail = tail->next; } tail->next = (list1 ? list1 : list2); return dummy_head.next; } ``` --- #### 学习资源推荐 对于初学者来说,可以从基础入手逐步深入理解链表的工作原理及其应用场景。例如,参考站内的文章提供了丰富的实例讲解[^5]。 --- ####
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