LeetCode编程集训第2次

最新推荐文章于 2019-01-27 16:49:55 发布

原创最新推荐文章于 2019-01-27 16:49:55 发布 · 165 阅读

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本文深入探讨了链表数据结构的定义与应用，通过两道典型题目解析，展示了如何利用哈希表和双指针技巧解决链表环检测及反转链表的问题。不仅提供了清晰的思路，还附带了Python实现代码。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、单链表定义

单链表是一种链式存取的数据结构，用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。
链表中的数据是以结点来表示的，每个结点的构成:元素(数据元素的映象) + 指针(指示后继元素存储位置)，元素就是存储数据的存储单元，指针就是连接每个结点的地址数据。

第一题（142）

内容表述：

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

为了表示给定链表中的环，我们使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。

说明：不允许修改给定的链表。

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：tail connects to node index 1
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

示例 2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：tail connects to node index 0
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。

示例 3：

输入：head = [1], pos = -1
输出：no cycle
解释：链表中没有环。

解题方案1：

思路：遍历单链表，同时将结点进行比较和加入哈希表，则环的入口是哈希表里的第一个重复的结点。

代码：

class Solution(object):
    def detectCycle(self, head):
        """
        :type head: ListNode
        :rtype: ListNode
        """
        hash_table = set()  # 初始化一个哈希表
        while head:  # 开始遍历单链表
            if head in hash_table:
                return head  # 返回哈希表中已存在的结点
            else:
                hash_table.add(head)  # 哈希表里没有的加入哈希表中
            head = head.next  # 结点后移

        return None  # 链表无环

解题方案2：

思路：设置两个指针，比如慢指针一次移动一个结点，快指针一次移动两个结点。若有环，则两个指针会在环中某个位置相遇。经过计算会得知：头结点距环起点和相遇点距环起点距离一致。先找到相遇点，然后设置速度一致的两个指针，分别从起点和相遇点开始移动，直到两者相遇，该店即为环起点

代码：

class Solution(object):
    def detectCycle(self, head):
        """
        :type head: ListNode
        :rtype: ListNode
        """
        if head is None:
            return None
        if head.next is None:
            return None
        first = second = head
        while second.next and second.next.next: # 注意判断条件
            first = first.next
            second = second.next.next
            if first == second: # 找到相遇点
                p = head # 从头节点开始遍历
                while first != p: # 需要进行数学上的计算
                    p = p.next
                    first = first.next
                return p
        return None

第二题（206）

内容描述：

反转一个单链表。

示例:

输入: 1->2->3->4->5->NULL
输出: 5->4->3->2->1->NULL

解题方案：

思路：遍历链表，选择头插法

代码：

class Solution(object):
    def reverseList(self, head):
        """
        :type head: ListNode
        :rtype: ListNode
        """
        cur, pre = head, None

        while cur:
            cur.next, pre, cur = pre, cur, cur.next  # python中的多赋值，属于一次赋值，是同时进行的，变量之间的相互赋值不受彼此影响。
        return pre