手撕单链表练习

Topic 1：

LeetCode——203. 移除链表元素

203. 移除链表元素 - 力扣（LeetCode）

移除链表中的数字6

操作很简单，我们只需要把2的指向地址修改就好了，原来的指向地址是6现在改为3

这个思路是完全正确的，但是在链表中增加或删除元素是很麻烦的，我们需要判断前后是否为空指针，情况很多。

我们利用这个思路，可以推广另外的做法，把不是6的元素尾插到一个新链表，这样就可以去除所有6

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     struct ListNode *next;* };*/struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val)
{if(head==NULL){return NULL;}struct ListNode* cur =head;//利用另外的变量遍历//哨兵防止空指针struct ListNode* newnode=(struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));newnode->next=NULL;struct ListNode* tail=newnode;//记录下次尾插的作用while(cur){if(cur->val!=val){tail->next=cur;//尾插到哨兵后面tail=tail->next;//尾向后cur=cur->next;//指针向后}else{struct ListNode* tmp=cur->next;//存下一个，我们释放当前位置free(cur);cur=tmp;}}tail->next=NULL;//到尾了head=newnode->next;//去除哨兵free(newnode);return head;}

Topic 2：

LeetCode——876. 链表的中间结点

876. 链表的中间结点 - 力扣（LeetCode）

找中间很简单，但是假如我们要求时间复杂度为O(N)

我们应该怎么去做？小明一次走一步，小华一次走两步，当小华走完全程的时候，小明走的路程刚刚好是全部路程的一半。通过这个例子，我们可以明白，我们可以定义两个指针来进行查找中间的节点。这种方法叫做快慢指针。

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     struct ListNode *next;* };*/struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head)
{struct ListNode* fast=head;struct ListNode* slow=head;while(fast  && fast->next)//当元素是奇数个时fast->next为NULL;当元素为偶数个fast为NULL是结束标志{fast=fast->next->next;slow=slow->next;}return slow;
}

Topic 3：

链表中倒数第k个结点

链表中倒数第k个结点_牛客题霸_牛客网 (nowcoder.com)

链表的倒数第k个元素

我们先处理极端情况：链表为空的时候；k大于链表元素个数

把极端情况处理完，我们思考，当时间复杂度为O(N)时，我们应该怎么样得到倒数第k的节点。倒数第k个就是正数的第n-k个，我们定义两个指针，一个先走k步，然后两个指针同时走，当先走k步的指针到结尾的时候，我们第二个指针就是走到了n-k的位置。

/*** struct ListNode {*    int val;*    struct ListNode *next;* };*//*** * @param pListHead ListNode类 * @param k int整型 * @return ListNode类*/
struct ListNode* FindKthToTail(struct ListNode* pListHead, int k ) 
{struct ListNode* fast=pListHead;struct ListNode* slow=pListHead;if(pListHead==NULL){return NULL;}while(k--)//先走k步{if(fast==NULL)//链表的元素小于k{return NULL;}fast=fast->next;}while(fast){fast=fast->next;slow=slow->next;}return slow;}

Topic 4：

链表分割

我们先解读题目，给一个链表，给定一个值x，大于x的放后面，小于x的放前面。不改变原来的数据顺序即，原来小于x的值是，4 2 1，我们不改变想对位置 4 2 1.

题目理解清楚了，我们怎么做呢，我们创建两个链表，一个存小于x的值，一个存大于等于x的值，然后连接起来，这样他们的相对位置就没有改变。

/*
struct ListNode {int val;struct ListNode *next;ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
};*/
class Partition {
public:ListNode* partition(ListNode* pHead, int x){struct ListNode* gguard;//存大于等于x的数据得哨兵struct ListNode* lguard;//存小于x的哨兵struct ListNode* gtail;//存大于x的尾struct ListNode* ltail;//存小于x的尾struct ListNode* cur=pHead;gguard=gtail=(struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));//申请哨兵lguard=ltail=(struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));//申请哨兵gtail->next=ltail->next=NULL;//哨兵后面一个置空while(cur){if(cur->val>=x){gtail->next=cur;//哨兵后面接插入的链表gtail=gtail->next;//尾向后移}else{ltail->next=cur;ltail=ltail->next;}cur=cur->next;}ltail->next=gguard->next;//连接两个链表gtail->next=NULL;//新链表的最后要置空pHead=lguard->next;free(lguard);free(gguard);return pHead;}
};

Topic 5：

反转链表

206. 反转链表 - 力扣（LeetCode）

反转链表，我们可以利用头插的思路，即我们建立一个新的链表，把一个一个元素头插到第一个，最后插入的元素就是新的头，第一个插入的元素就是新的尾。头插最最要的是更新新的头，新的头就是新插入的元素的地址。

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     struct ListNode *next;* };*/struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head)
{if(head==NULL){return NULL;    }struct ListNode* cur=head;struct ListNode* newnode=NULL;while(cur){struct ListNode* next=cur->next;//存下一个，防止找不到cur->next=newnode;//将链表第一个元素指向newnode指针，下面依次指向newnode=cur;//更新newnode，让newnode一直指向链表的开头cur=next;//链表向后移}return newnode;}

Topic 6：

链表的回文结构

链表的回文结构_牛客题霸_牛客网 (nowcoder.com)

链表的回文，怎么判断。我们最直接的方法是，找到中间节点，反转中间节点，得到翻转的链表，与前半段链表比较。如果前半段链表与，后半段链表翻转后的元素都相等，说明这个链表是回文链表。

/*
struct ListNode {int val;struct ListNode *next;ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
};*/struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head)
{if(head==NULL){return NULL;}struct ListNode* cur=head;struct ListNode* newnode=NULL;while(cur){struct ListNode* next=cur->next;cur->next=newnode;newnode=cur;cur=next;}return newnode;}struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head)
{struct ListNode* fast=head;struct ListNode* slow=head;while(fast  && fast->next)//当元素是奇数个时fast->next为NULL;当元素为偶数个fast为NULL是结束标志{fast=fast->next->next;slow=slow->next;}return slow;
}class PalindromeList {
public:bool chkPalindrome(ListNode* head) {struct ListNode* mid=middleNode(head);//找到中间节点struct ListNode* rhead=reverseList(mid);//反转中间节点后的元素while(rhead){if(head->val==rhead->val){head=head->next;rhead=rhead->next;}else{return false;//不相等说明不是回文}}return true;}
};

Topic 7：

相交链表

160. 相交链表 - 力扣（LeetCode）

怎么判断链表相交，我们需要看链表的地址是否有相等的，如果我们利用两个for循环来实现判断是否有相等的地址，我们的时间复杂度就是O(N^2),,这个时间复杂度是很大的。我们还能通过什么方法来判断呢？相交的链表有共同的特点，就是它们有共同的尾，我们只需要判断尾的地址是否相等就好，如果尾的地址相等，我们就说明它们是相交的链表。

相交的链表，如何寻找第一个交点，全部遍历一遍，这个好像不太可能。既然链表有交点，第一个交点到链表尾的距离相等，而头到链表交点的距离就不一定相等了，它们的差值刚刚好是两个链表距离的差值。我们让长链表先走它们的差值，然后一起走，等它们的地址相等的时候就是它们的第一个交点。

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     struct ListNode *next;* };*/
struct ListNode *getIntersectionNode(struct ListNode *headA, struct ListNode *headB) 
{struct ListNode* cur1=headA;struct ListNode* cur2=headB;int n1=1;//赋值1是因为统计链表长度的时候，我们的最后的一个位置，我们统计到int n2=1;while(cur1->next)//找headA的尾{cur1=cur1->next;++n1;}while(cur2->next)//找headB的尾{cur2=cur2->next;++n2;}if(cur1!=cur2){return NULL;}int dif=abs(n1-n2);//让长的先走cur1=headA;cur2=headB;if(n1>n2){while(dif){cur1=cur1->next;dif--;}}else{while(dif){cur2=cur2->next;dif--;}}while(cur1!=cur2){cur1=cur1->next;cur2=cur2->next;}return cur1;}