[LeetCode]链表相关题目(c语言实现)

LeetCode203. 移除链表元素

• 题目

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 。OJ链接

• 思路
  双指针

1. 定义指针
   newHead : 返回链表的头结点
   tail : 返回链表的尾结点
   cur : 用于顺序遍历链表
2. 如果有结点的值等于 val , 直接 free
   如果有结点的值不等于 val, 将该结点尾插至返回链表\
3. 注意不带哨兵位的链表尾插有两种情况: 插入时链表为空 和 插入时链表不为空

• 实例

输入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6
输出：[1,2,3,4,5]

• 代码实现

struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val)
{struct ListNode* newHead;   //newHead 指向返回链表的头部struct ListNode* cur;       //cur 用于访问原链表struct ListNode* tail;      //tail 指向返回链表的尾部cur = head; newHead = tail = NULL;while (cur){if (cur->val == val)    //如果结点的值等于val, 直接free{struct ListNode* del = cur;cur = cur->next;free(del);}else{if (tail == NULL){newHead = tail = cur;      }else{tail->next = cur;tail = tail->next;}cur = cur->next;}}if (tail)tail->next = NULL;return newHead;
}

LeetCode237. 删除链表中的节点

• 题目

有一个单链表的 head，我们想删除它其中的一个节点 node。

给你一个需要删除的节点 node 。你将 无法访问 第一个节点 head。

链表的所有值都是 唯一的，并且保证给定的节点 node 不是链表中的最后一个节点。

删除给定的节点。注意，删除节点并不是指从内存中删除它。这里的意思是：

给定节点的值不应该存在于链表中。
链表中的节点数应该减少 1。
node 前面的所有值顺序相同。
node 后面的所有值顺序相同。
OJ链接

• 思路

将应删除结点的后一个结点的 val 赋值给应删除节点后, 直接删除后面一个节点

• 实例
  

把 5结点的 val 修改为 5 下一结点 1 的值, 删除 后一个 1 结点

• 代码实现

void deleteNode(struct ListNode* node) 
{struct ListNode* nodeNext = node->next; //得到后面的结点//将后面结点的值赋值到前面一个结点上node->val = nodeNext->val;//删除后面的结点node->next = nodeNext->next;free(nodeNext);
}

LeetCode206. 反转链表Ⅰ

• 题目

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。OJ链接

• 思路

定义一个链表指针 newHead = NULL, 遍历每个链表结点头插

• 实例

输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[5,4,3,2,1]

• 代码实现

struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head)
{struct ListNode* newHead;struct ListNode* cur;newHead = NULL;cur = head;while (cur){//头插struct ListNode* curNext = cur->next;cur->next = newHead;newHead = cur;cur = curNext;}return newHead;
}

LeetCode92. 反转链表 II

• 题目

给你单链表的头指针 head 和两个整数 left 和 right ，其中 left <= right 。请你反转从位置 left 到位置 right 的链表节点，返回 反转后的链表 。OJ链接

思路 1

• 思路

1. 如果 left == 1, 会改变头结点, 定义哨兵结点 dammyNode 找到头结点
2. 找到 prev leftNode rightNode succ 四个位置
3. 截断出 leftNode 和 rightNode 之间的链表
4. 反转该链表, 并通过 prev succ 链接
5. 返回 dammyNode->next

• 实例

输入：head = [1,2,3,4,5], left = 2, right = 4
输出：[1,4,3,2,5]

• 代码实现

//反转链表
struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head)
{struct ListNode* newHead;struct ListNode* cur;newHead = NULL;cur = head;while (cur){//头插struct ListNode* curNext = cur->next;cur->next = newHead;newHead = cur;cur = curNext;}return newHead;
}struct ListNode* reverseBetween(struct ListNode* head, int left, int right)
{struct ListNode* prev, *leftNode;struct ListNode* succ, *rightNode;struct ListNode* cur = head;int i = 0;//使用哨兵结点, 因为头结点可能发生改变struct ListNode* dummyNode = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));dummyNode->val = -1;dummyNode->next = head;//先找到四个位置prev = dummyNode;for (i = 0; i < left - 1; i++)  //找到prev的位置{prev = prev->next;}leftNode = prev->next;  //找到leftNode的位置rightNode = dummyNode;for (i = 0; i < right; i++)  //找到leftNode的位置{rightNode = rightNode->next;}succ = rightNode->next;  //找到succ的位置//反转leftNode 和 rightNode 之间的位置rightNode->next = NULL;prev->next = NULL;reverseList(leftNode);//链接prev->next = rightNode;leftNode->next = succ;return dummyNode->next;
}

思路 2

• 思路

1. 如果 left == 1, 会改变头结点, 定义哨兵结点 dammyNode 找到头结点
2. 找到 prev leftNode rightNode succ 四个位置
3. 依次将 leftNode->next 移动至 prev->next 直至 leftNode->next == succ
4. 返回 dummyNode->next

• 实例

输入：head = [1,2,3,4,5], left = 2, right = 4
输出：[1,4,3,2,5]

• 代码实现

struct ListNode* reverseBetween(struct ListNode* head, int left, int right)
{struct ListNode* prev, *leftNode;struct ListNode* succ, *rightNode;struct ListNode* cur = head;int i = 0;//使用哨兵结点, 因为头结点可能发生改变struct ListNode* dummyNode = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));dummyNode->val = -1;dummyNode->next = head;//先找到四个位置prev = dummyNode;for (i = 0; i < left - 1; i++)  //找到prev的位置{prev = prev->next;}leftNode = prev->next;  //找到leftNode的位置rightNode = dummyNode;for (i = 0; i < right; i++)  //找到leftNode的位置{rightNode = rightNode->next;}succ = rightNode->next;  //找到succ的位置while (leftNode->next != succ)  //注意顺序{struct ListNode* prevNext = prev->next;struct ListNode* leftNodeNext = leftNode->next;prev->next = leftNodeNext;leftNode->next = leftNodeNext->next;leftNodeNext->next = prevNext;}return dummyNode->next;
}

LeetCode876. 链表的中间结点

• 题目

给你单链表的头结点 head ，请你找出并返回链表的中间结点。OJ链接

• 要求

如果有两个中间结点，则返回第二个中间结点。

• 思路
  快慢指针

1. 两个指针 slow 和 fast. slow 每次走一步, fast 每次走两步
2. 若结点个数是奇数个, slow处在中间结点的时候, fast->next 指向 NULL
   若结点个数是偶数个, slow处在中间结点的时候, fast 指向 NULL

• 实例

输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[3,4,5]
解释：链表只有一个中间结点，值为 3 。

• 代码实现

struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head)
{struct ListNode* slow;struct ListNode* fast;slow = fast = head;while (fast && fast->next){slow = slow->next;fast = fast->next->next;}return slow;
}

剑指 Offer 22. 链表中倒数第k个节点

• 题目

输入一个链表，输出该链表中倒数第k个节点。为了符合大多数人的习惯，本题从1开始计数，即链表的尾节点是倒数第1个节点。OJ链接

• 思路
  快慢指针

1. slow 和 fast 指向头结点
2. 先将 fast 向后移动 k 步
3. slow 和 fast 同时向后直至 fast 指向 NULL
4. 注意 k 比链表长度还大的处理

• 实例

给定一个链表: 1->2->3->4->5, 和 k = 2.
返回链表 4->5.

• 代码实现

struct ListNode* getKthFromEnd(struct ListNode* head, int k)
{struct ListNode* slow = head, *fast = head;while (k && fast){fast = fast->next;k--;}if (k){return NULL;}while(fast){slow = slow->next;fast = fast->next;}return slow;
}

LeetCode21. 合并两个有序链表

• 题目

将两个升序链表合并为一个新的 升序 链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。 OJ链接

• 思路
  双指针

1. 创建虚拟结点 dummyNode 和 返回链表的尾结点 tail
2. 遍历两个链表, 值小的结点尾插至返回链表
3. 如果有链表还没有遍历完,直接尾插
4. 返回 dummyNode->next

• 实例

输入：l1 = [1,2,4], l2 = [1,3,4]
输出：[1,1,2,3,4,4]

• 代码实现

struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2)
{if (list1 == NULL)return list2;if (list2 == NULL)return list1;struct ListNode *dummyNode, *tail;  //创建虚拟结点 和 链表尾结点dummyNode = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));  tail = dummyNode;while (list1 && list2){if (list1->val < list2->val){//尾插tail->next = list1;list1 = list1->next;tail = tail->next;}else{//尾插tail->next = list2;list2 = list2->next;tail = tail->next;}}//如果链表还没有遍历完,直接尾插if (list1)tail->next = list1;if (list2)tail->next = list2;struct ListNode* newHead = dummyNode->next;free(dummyNode);return newHead; 
}

LeetCode86. 分隔链表

• 题目

给你一个链表的头节点 head 和一个特定值 x ，请你对链表进行分隔，使得所有 小于 x 的节点都出现在 大于或等于 x 的节点之前。OJ链接

• 要求

你不需要 保留 每个分区中各节点的初始相对位置。

• 思路
  双指针

1. 遍历链表, 值小于 val 的结点, 放入 smallHead 指向的链表;值大于等于 val的结点, 放入 largeHead 指向的链表
2. smallHead 指向的链表尾插 largeHead 指向的链表
3. 注意最后的 NULL
4. 会更改头结点, 使用虚拟结点

• 实例

输入：head = [1,4,3,2,5,2], x = 3
输出：[1,2,2,4,3,5]

• 代码实现

struct ListNode* partition(struct ListNode* head, int x)
{if (!head)return NULL;struct ListNode* cur = head;    //cur 用于遍历链表struct ListNode* large = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode)); struct ListNode* small = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode)); struct ListNode* largeHead = large; //虚拟结点指向largestruct ListNode* smallHead = small; //虚拟结点指向small//分组while (cur){if (cur->val < x)   //小于 x 尾插到 small{//尾插small->next = cur;small = small->next;}else                //大于等于 x 尾插到 large{//尾插large->next = cur;large = large->next;}cur = cur->next;}//两链表链接large->next = NULL;small->next = largeHead->next;return smallHead->next;
}

LeetCode234. 回文链表

• 题目

给你一个单链表的头节点 head ，请你判断该链表是否为回文链表。如果是，返回 true ；否则，返回 false 。OJ链接

• 思路
  快慢指针, 反转链表

1. 使用快慢指针找到链表的中间结点
2. 反转中间结点之后的链表
3. 从两边向中间遍历,判断是否全部相等

• 实例

输入：head = [1,2,2,1]
输出：true

• 代码实现

bool isPalindrome(struct ListNode* head)
{   //找到中间结点struct ListNode* slow = head, *fast = head;while (fast && fast->next){slow = slow->next;fast = fast->next->next;}//反转中间结点后半部分链表struct ListNode* end = NULL;while(slow){struct ListNode* slowNext = slow->next;slow->next = end;end = slow;slow = slowNext;}//从头和从尾同时向中间遍历struct ListNode* first = head;while (end){if (end->val != first->val){return false;}end = end->next;first = first->next;}return true;
}

LeetCode160. 相交链表

• 题目

给你两个单链表的头节点 headA 和 headB ，请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表不存在相交节点，返回 null 。OJ链接

图示两个链表在节点 c1 开始相交：

• 要求

题目数据 保证 整个链式结构中不存在环。
注意，函数返回结果后，链表必须保持其原始结构 。

• 思路

1. 分别遍历两个链表, 记录两个链表的长度, 最后判断尾结点是否一致.不一致直接返回 false.
2. 长链表先走长度差的步数, 随后同时遍历两个链表, 遇到的第一个相同的结点即为相交点

• 实例

• 代码实现

struct ListNode *getIntersectionNode(struct ListNode *headA, struct ListNode *headB) 
{struct ListNode* curA = headA, *curB = headB;int lenA = 0;int lenB = 0;//遍历Awhile (curA->next){lenA++;curA = curA->next;}//遍历Bwhile (curB->next){lenB++;curB = curB->next;}if (curA != curB){return NULL;}//计算差值步, 找出长度长的链表int step = abs(lenA-lenB);struct ListNode* longNode = headA, *shortNode = headB;if (lenB > lenA){longNode = headB;shortNode = headA;}//长度长的先走差值步while (step){longNode = longNode->next;step--;}//同时遍历两链表while (longNode){if (longNode == shortNode){break;}longNode = longNode->next;shortNode = shortNode->next;}return longNode;
}

LeetCode141. 环形链表

• 题目

给你一个链表的头节点 head ，判断链表中是否有环。
如果链表中存在环 ，则返回 true 。 否则，返回 false 。OJ链接

• 思路
  快慢指针

1. slow 每次走一步, fast 每次走两步
2. 如果 slow == fast 有环
3. 如果无环, fast会直接出链表

• 实例

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

• 代码实现

bool hasCycle(struct ListNode *head) 
{struct ListNode* slow = head, *fast = head;while (fast && fast->next){slow = slow->next;fast = fast->next->next;if (slow == fast){return true;}       }return false;
}