【刷题13】链表专题

一、两数相加

题目：

思路：

• 注意整数是逆序存储的，结果要按照题目的要求用链表连接起来
• 遍历l1的cur1，遍历l2的cur2，和一个整数t，用来表示进位（t等于1，要进位；t等于0，不需要进位）
• 先固定好头节点newhead，所以cur1和cur2指向的val先要运算。为什么要先固定好头节点，因为方便后面尾插
• 相加的结果为变量tmp，如果>=10，就取后面的数(%10)，并且t=1；否则直接用相加后的tmp来构造节点的值，t还是0
• 进入循环条件，只要cur1、cur2、t任意一个不为空(t不等于0)，就能进入循环，有节点，就加节点的值，没节点就用进位
• 循环中，每次的tmp要刷新为0，cur1不为空，tmp+=cur1->val，cur1往后走；cur2不为空，tmp+=cur2->val，cur2往后走；t等于1，说明有进位，tmp+=1。如果tmp>=10，tmp取后面的数，t = 1；否则还是相加后的tmp，t = 0；
• 然后构造新节点，val为tmp，尾插
• 循环后，tail->next 记得置为空（最好），返回newhead

代码：

class Solution {
public:ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {ListNode* cur1 = l1;ListNode* cur2 = l2;int t = 0;// 进位int tmp = cur1->val + cur2->val;cur1 = cur1->next;cur2 = cur2->next;if(tmp >= 10){t = 1;tmp %= 10;}ListNode* newhead = new ListNode(tmp);ListNode* tail = newhead;while(cur1 || cur2 || t){tmp = 0;if(cur1 != nullptr) {tmp += cur1->val;cur1 = cur1->next;}if(cur2 != nullptr) {tmp += cur2->val;cur2 = cur2->next;}if(t) tmp += t;if(tmp >= 10){t = 1;tmp %= 10;} else t = 0;ListNode* newnode = new ListNode(tmp);tail->next = newnode;tail = tail->next;}tail->next = nullptr;return newhead;}
};

二、两两交换链表的节点

题目：

解法一： 交换值（能过）
思路：

• 链表为空，返回空
• 链表只有一个节点，返回该链表
• 链表大于1个节点：prev指向第一个节点，cur指向第二个节点，循环为cur不为空
• 进入循环，cur和prev的节点值交换，然后prev指向cur的下一个节点，如果prev不为空，cur指向prev的下一个节点(相当于走了两步)；否则直接跳出循环
• 然后原来的链表

代码：

class Solution {
public:ListNode* swapPairs(ListNode* head) {if(head == nullptr) return nullptr;if(head->next == nullptr) return head;ListNode* cur = head->next;ListNode* prev = head;while(cur){int t = cur->val;cur->val = prev->val;prev->val = t;prev = cur->next;if(prev == nullptr) break;cur = prev->next;}return head;}
};

解法二： 交换节点
思路：

• 如果为空链表或者链表只有一个节点，直接返回head
• 定义一个哨兵位头节点，方便后续连接操作
• 定义4个指针：
  
• 注意连接顺序和可能为空的情况
• 让head重新指向修改后的tmp的next，销毁tmp，返回head

代码：

class Solution {
public:ListNode* swapPairs(ListNode* head) {if(head == nullptr || head->next == nullptr) return head;ListNode* tmp = new ListNode(0);tmp->next = head;ListNode* prev = tmp;ListNode* cur = head;ListNode* next = cur->next;ListNode* nnext = next->next;while(cur && next){prev->next = next;next->next = cur;cur->next = nnext;//prev = cur;cur = nnext;// 可能为空if(cur) next = cur->next;if(next) nnext = next->next;}head = tmp->next;//delete tmp;return head;}
};

三、重排链表

题目：

思路：

• 找到中间节点，中间节点之后逆序，然后如图先h1插入节点，再h2插入节点
• 如果链表的节点只有一个，还是原来的链表
• 找到中间节点——快慢双指针法
• 链表逆序——头插法
• 定义newhead为head，先固定第一个节点。h1为中间节点后逆序的链表，h2为head的下一个节点
• h1不为空，尾插h1的节点；h2不为slow（因为slow指向的是中间节点的位置）尾插h2的节点
• 循环结束，tail->next等于空，head=newhead，即还原head

代码：

class Solution {
public:void reorderList(ListNode* head) {if(head->next == nullptr) head = head;else {ListNode* slow = head;ListNode* fast = head;while(fast && fast->next){slow = slow->next;fast = fast->next->next;} ListNode* mid = slow;ListNode* h1 = nullptr;while(mid){ListNode* next = mid->next;mid->next = h1;h1 = mid;mid = next;}ListNode* h2 = head->next;ListNode* newhead = head;ListNode* tail = newhead;while(h1){tail->next = h1;tail = tail->next;h1 = h1->next;if(h2 != slow){tail->next = h2;tail = tail->next;h2 = h2->next;}}tail->next = nullptr;head = newhead;}}
};

四、合并k个升序链表

题目：

思路：
小堆，所有的链表的节点放入小堆，然后取顶部依次尾插（注意：要考虑链表的某个节点可能为空的情况）

代码：

class Solution {
public:ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> pq;// 小堆ListNode* newhead =nullptr;ListNode* tail= nullptr;// k * n=500(节点数)for(auto &l : lists){if(l){ListNode* cur = l;while(cur){pq.push(cur->val);cur = cur->next;}}}// log(n*k) => log(k)while(!pq.empty()){int t = pq.top();ListNode* newnode = new ListNode(t);if(tail == nullptr){tail = newhead = newnode;}else {tail->next = newnode;tail = tail->next;}pq.pop();}return newhead;}
};

五、k个一组翻转链表

题目：

思路：

• 两层循环，外面是翻转的组的个数，里面的一组的节点数（头插法）
• 先用哨兵位节点newhead固定，然后接下来每组的节点翻转后尾插到新的节点后面（刚开始是哨兵位节点，后面是上一组第一个头插的节点）
• 最后返回newhead的下一个节点，记得循环哨兵位节点

代码：

class Solution {
public:ListNode* reverseKGroup(ListNode* head, int k) {ListNode* newhead = new ListNode(0);// 哨兵位节点先固定，方便后面连接ListNode* tail = newhead;// 方便找尾int n = 0;// 节点数ListNode* cur = head;// 遍历链表while(cur){n++;cur = cur->next;}n /= k;// 翻转的组的个数int y = k;// 为了还原原来的k值// cur = head;// 回到第一个节点while(n--)// 循环组数{ListNode* tmphead = nullptr;// 临时的头指针// 头插法while(k--)// 循环要翻转(头插)的节点数{ListNode* next = cur->next;cur->next = tmphead;tmphead = cur;cur = next;}k = y;// 还原ktail->next = tmphead;// 连接翻转的后一组子链表// 找到尾节点，方便下次尾插新的一组子链表while(tail->next){tail = tail->next;}}tail->next = cur;// 尾插剩余的节点while(tail->next){tail = tail->next;}tail->next = nullptr;// ListNode* ret = newhead->next;// 要返回的链表delete newhead;//return ret;}
};