代码随想录-03|链表理论基础、203.移除链表元素、707.设计链表、206.反转链表

Before Coding

代码随想
练习需要使用链表的知识，理解为什么要加入虚拟头结点。

• Q:虚拟头结点的作用
  虚拟头结点可以有效处理空链表，将空链表和非空链表统一起来方便处理。

链表理论基础

链表基础可以看我的链表笔记

// 单链表
struct ListNode {
    int val;  // 节点上存储的元素
    ListNode *next;  // 指向下一个节点的指针
    ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}  // 节点的构造函数
};

Let’s Coding

203.移除链表元素

题目描述

我的代码

相较于代码随想录，我们又考虑了连续出现目标数的情况，虽然可以使用单一判断n步筛查每个节点
注意虚拟头结点的创建

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        if (head == NULL) return head;

        ListNode *false_head = new ListNode(0, head);
        ListNode *move_node = false_head;

        while (move_node->next != NULL) {
            if (move_node->next->val == val) {
                ListNode *tem_node = move_node;
                while ((tem_node->next != NULL) && (tem_node->next->val == val)) {
                    tem_node = tem_node->next;}
                move_node->next = tem_node->next;
            }
            else move_node = move_node->next;
        }

        return false_head->next;
    }
};

代码随想录代码

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        ListNode* dummyHead = new ListNode(0); // 设置一个虚拟头结点
        dummyHead->next = head; // 将虚拟头结点指向head，这样方面后面做删除操作
        ListNode* cur = dummyHead;
        while (cur->next != NULL) {
            if(cur->next->val == val) {
                ListNode* tmp = cur->next;
                cur->next = cur->next->next;
                delete tmp;
            } else {
                cur = cur->next;
            }
        }
        head = dummyHead->next;
        delete dummyHead;
        return head;
    }
};

707.设计链表

题目描述

代码随想录代码

class MyLinkedList {
public:
    // 定义链表节点结构体
    struct LinkedNode {
        int val;
        LinkedNode* next;
        LinkedNode(int val):val(val), next(nullptr){}
    };

    // 初始化链表
    MyLinkedList() {
        _dummyHead = new LinkedNode(0); // 这里定义的头结点 是一个虚拟头结点，而不是真正的链表头结点
        _size = 0;
    }

    // 获取到第index个节点数值，如果index是非法数值直接返回-1， 注意index是从0开始的，第0个节点就是头结点
    int get(int index) {
        if (index > (_size - 1) || index < 0) {
            return -1;
        }
        LinkedNode* cur = _dummyHead->next;
        while(index--){ // 如果--index 就会陷入死循环
            cur = cur->next;
        }
        return cur->val;
    }

    // 在链表最前面插入一个节点，插入完成后，新插入的节点为链表的新的头结点
    void addAtHead(int val) {
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        newNode->next = _dummyHead->next;
        _dummyHead->next = newNode;
        _size++;
    }

    // 在链表最后面添加一个节点
    void addAtTail(int val) {
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(cur->next != nullptr){
            cur = cur->next;
        }
        cur->next = newNode;
        _size++;
    }

    // 在第index个节点之前插入一个新节点，例如index为0，那么新插入的节点为链表的新头节点。
    // 如果index 等于链表的长度，则说明是新插入的节点为链表的尾结点
    // 如果index大于链表的长度，则返回空
    // 如果index小于0，则在头部插入节点
    void addAtIndex(int index, int val) {

        if(index > _size) return;
        if(index < 0) index = 0;        
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(index--) {
            cur = cur->next;
        }
        newNode->next = cur->next;
        cur->next = newNode;
        _size++;
    }

    // 删除第index个节点，如果index 大于等于链表的长度，直接return，注意index是从0开始的
    void deleteAtIndex(int index) {
        if (index >= _size || index < 0) {
            return;
        }
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(index--) {
            cur = cur ->next;
        }
        LinkedNode* tmp = cur->next;
        cur->next = cur->next->next;
        delete tmp;
        //delete命令指示释放了tmp指针原本所指的那部分内存，
        //被delete后的指针tmp的值（地址）并非就是NULL，而是随机值。也就是被delete后，
        //如果不再加上一句tmp=nullptr,tmp会成为乱指的野指针
        //如果之后的程序不小心使用了tmp，会指向难以预想的内存空间
        tmp=nullptr;
        _size--;
    }

    // 打印链表
    void printLinkedList() {
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while (cur->next != nullptr) {
            cout << cur->next->val << " ";
            cur = cur->next;
        }
        cout << endl;
    }
private:
    int _size;
    LinkedNode* _dummyHead;

};

206.反转链表

题目描述

我的代码

采用最原始的思路解题

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode *move_node = head;
        ListNode *reverse_node = new ListNode(0, nullptr);
        bool first_node = true;
        if (head == nullptr) return head;

        while (move_node->next != nullptr) {
            ListNode *tem_node = move_node;
            move_node = move_node->next;
            // reverse_node->next == nullptr
            if (first_node) {
                tem_node->next = reverse_node->next;
                first_node = false;
            }
            else tem_node->next = reverse_node;
            reverse_node = tem_node;
        }

        move_node->next = reverse_node;

        return move_node;
    }
};

代码随想录代码

双指针法

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode* temp; // 保存cur的下一个节点
        ListNode* cur = head;
        ListNode* pre = NULL;
        while(cur) {
            temp = cur->next;  // 保存一下 cur的下一个节点，因为接下来要改变cur->next
            cur->next = pre; // 翻转操作
            // 更新pre 和 cur指针
            pre = cur;
            cur = temp;
        }
        return pre;
    }
};

递归法

func(ListNode *cur, ListNode *next) {
	if( next == nullptr) return cur;
	ListNode *tem = next->next;
	next->next = cur;
	return func(next, tem)
}

• Q:写递归时需要注意什么？
  https://programmercarl.com/0206.%E7%BF%BB%E8%BD%AC%E9%93%BE%E8%A1%A8.html#%E6%80%9D%E8%B7%AF
  递归每次传入的值和上一次的值的关系
  递归的截止条件
  递归每次调用时应该完成什么功能

Q

Q:虚拟头结点的作用
Q:写递归时需要注意什么？