代码随想录算法训练营第三天| 203.移除链表元素、707.设计链表、206.反转链表

原创已于 2023-12-30 23:23:13 修改

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#算法 #链表 #数据结构

于 2023-12-30 17:17:27 首次发布

LeetCode 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：创建一个虚拟节点，，让虚拟节点指向第一个节点，然后如果某一节点的数值和要删除的数据相等，就将这一节点的next地址，赋给上一个节点的next，就可以跨过目前的这一节点。

/**
 * 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) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        ListNode* dummyHead = new ListNode(0);
        dummyHead -> next = head;
        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;
    }
};

1. 这一题目目前对我来说比较混淆的地方一个是没弄懂指针为什么可以指向也可以写成指针->next这一形式（不是应该是节点才包含指针，数值这两样东西吗，如果指针也可以写成这样的形式，那么是怎么样一个搜寻的过程呢，知道了指针，于是知道了下一节点的地址，根据地址直接访问了其中的数值？）

箭头语法（->）：用于通过指针访问指针所指向的对象的成员，cur 是一个指向 ListNode 结构体对象的指针，而 next 是 ListNode 结构体内部的一个成员变量（指向下一个节点的指针）。使用 cur->next 表示访问 cur 所指向的节点的 next 成员变量。

2.第二个需要留意的点是，如果删除的是第一个节点，那么这时候head代表的就不一定是新的链表的第一个节点了，需要再次更新head的值，或者也可以直接retun回dummyHead->next。

707.设计链表

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。

思路：获取的思路是先判断索引值是否是有效值，如果超出索引的范围，就返回-1，经过index次循环后，就指向了index+1个节点，得到它的值。

添加到第一个的思路是，将头节点的next指针直接指向新加的节点的指针

添加到第index位置时，没有从虚拟头节点开始，直接从第一个头节点开始循环，程序出现报错

class MyLinkedList {
public:
struct LinkedNode{
    int val;
    LinkedNode* next;
    LinkedNode(int val):val(val),next(nullptr){}
};
    MyLinkedList() {
        _dummyHead = new LinkedNode(0);
        _size = 0;
    }
    
    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;
    }
    
    void addAtHead(int val) {
        LinkedNode *newHead = new LinkedNode(val);
        newHead -> next = _dummyHead -> next;
        _dummyHead -> next = newHead;
        _size++;
    }
    
    void addAtTail(int val) {
        LinkedNode *newTail = new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur = _dummyHead->next;
        while(cur->next != nullptr){
            cur = cur -> next;
        }
        cur -> next = newTail;
        _size++;
    }
    
    void addAtIndex(int index, int val) {
        if(index > _size) return;
        if(index < 0) index = 0;
        LinkedNode* newindex = new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur = _dummyHead -> next;
        while(index--) {
            cur = cur->next;
        }
        newindex -> next = cur;
        cur = newindex;
        _size++;
    }
    
    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;
        _size--;
    }
    void printLinkedList(){
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(cur -> next != nullptr){
            cout << cur -> next -> val << ' ';
            cur = cur -> next; 
        }
        cout << endl;
    }
    private:
    int _size;
    LinkedNode* _dummyHead;
};

/**
 * 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);

还没找到原因

正确的程序

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

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]

示例 2：

输入：head = [1,2]
输出：[2,1]

示例 3：

输入：head = []
输出：[]

思路：先定义一个pre指针，再定义一个cur（pre指针从NULL开始，cur指针从头节点开始）。将cur的next值暂时赋给tmp，再将pre的值赋给cur的next。

/**
 * 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) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode* cur = head;
        ListNode* pre = NULL;
        while(cur != nullptr){
            ListNode* tmp =  cur -> next;
            cur -> next = pre;
            pre = cur;
            cur = tmp;
        }
        return pre;
    }
};