Leetcode刷题记录——链表篇

链表的一些Def

链表的定义和类型

过指针串联的线性结构

• 两个部分组成：数据域、指针域
• 链表的入口节点称为头节点
• 双链表：每个节点2个指针域
  
• 循环链表（首尾相连）
  

链表的存储方式

链表的节点在内存中散乱分布，分配机制取决于操作系统的内存管理。
例如：

链表VS数组的性能区别（注意适合的使用场景）

组如果想改变长度，需要重新定义新的数组；链表随意改变长度。
但是数组查询比较快，链表查询比较慢。

⚠️注意事项：

• 链表的元素发生删除之后，如果用C/C++，需要将删除的释放，而python不需要，有自动内存管理机制。

链表的定义（leetcode题目往往会提前帮定义好）

class ListNode:
    def __init__(self,val,next):
        self.val = val
        self.next = next

链表的常用操作（增删节点）

删除节点不直接删除，分为一下两种情况：

• 删除头节点，可以虚拟一个头节点，再直接指向第二个节点，就完成了头节点的删除。
• 其他节点可以直接删除。

实战题目

T1:移除链表元素（虚拟头节点法+暴力搜索）

题目要求

题意：删除链表中等于给定值 val 的所有节点。
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：[]

实现思路

可以虚拟一个头节点，这样可以避免对节点数目出现特殊情况的判断。之后暴力搜索。

class Solution:
    def RemoveListNode(self,head,val):
        #创建虚拟头节点
        dummy_node = ListNode(next = head)
        current = dummy_node
        #遍历链表进行删除
        while current.next:
            if current.next.val == val:
                current.next = current.next.next
            else:
                current = current.next
        return dummy_node.next

T2:设计链表

题目要求

题目要求如下：

• 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。

实现思路

需要先定义链表，但是leetcode一般会事先帮你定义好，这个很方便，但是如果出现ACM模式需要自己定义。

代码如下

class ListNode:
    def __init__(self,next,val):
        self.val = val
        self.next = next
class MyLinkedList:
    def __init__(self):
        self.dummy_head = ListNode()
        self.size = 0
    def get(self,index):
        if index >= self.size or index < 0:
            return -1
        current = self.dummy_head.next
        for i in range(index):
            current = current.next
        return current.val
    def addAtHead(self,val):
        self.dummy_head.next = ListNode(val,dummy_head.next)
        self.size += 1
    def addAtTail(self,val):
        current = self.dummy_head
        while current.next:
            current = current.next
        current.next = ListNode(val)
        self.size += 1
    def addAtIndex(self,index,val):
        if index<0 or index >= self.size:
            return
        current = self.dummy_head
        for i in range(index):
            current = current.next
        current.next = ListNode(val,current.next)
        size += 1
    def deleteAtIndex(self,index):
        if index<0 or index>= self.size:
            return
        current = self.dummy_head
        for i in range(index):
            current = current.next
        current.next = current.next.next
        size -= 1
        

T3:两两交换链表元素（虚拟头节点法+遍历）

题目要求

• 给定一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后的链表。
• 你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际的进行节点交换。

思路

需要虚拟出一个头节点，还是为了避免特殊链表的判断。之后进行遍历链表两两交换即可。
⚠️⚠️⚠️：链表的交换是需要考虑三个节点的，这个绝对不像数组，因为有指针的存在，需要考虑current，current.next，current.next.next这三个节点。

代码如下：

class Solutoin:
    def SwapLinkedList(self,head):
        dummy_head = ListNode(next = head)
        current = dummy_head
        while current.next and current.next.next:
            temp = current.next
            temp1 = current.next.next.next
            current.next = current.next.next
            current.next.next = temp
            temp.next = temp1
            current = current.next.next
        return dummy_head.next