代码随想录算法训练营day3|203.移除链表元素、707.设计链表、206.反转链表-编程知识

第二章链表part01

链表理论基础

203.移除链表元素

707.设计链表

206.反转链表

链表理论基础

建议：了解一下链接基础，以及链表和数组的区别

文章链接：代码随想录

203.移除链表元素

建议：本题最关键是要理解虚拟头结点的使用技巧，这个对链表题目很重要。

题目链接：203. 移除链表元素 - 力扣（LeetCode）

文章讲解/视频讲解：：代码随想录

707.设计链表

建议：这是一道考察链表综合操作的题目，不算容易，可以练一练使用虚拟头结点

题目链接：707. 设计链表 - 力扣（LeetCode）

文章讲解/视频讲解：代码随想录

206.反转链表

题目链接：206. 反转链表 - 力扣（LeetCode）

文章讲解/视频讲解：代码随想录

c++代码示例如下O(n)

ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {while (head != NULL && head->val == val) {ListNode* tmp = head;head = head->next;delete tmp;}ListNode* cur = head;while (cur != NULL && cur->next != NULL) {if (cur->next->val == val) {ListNode* tmp = cur->next;cur->next = cur->next->next;delete tmp;}else {cur = cur->next;}}return head;
}

设置一个虚拟头结点再进行移除节点操作

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;
}

这个例子中ListNode(0)源于链表结构体定义中的构造函数。

ListNode(int x) : val(x),next(NULL) {}

让我们逐一解析这段代码：

ListNode (int x): 这是ListNode类的构造函数的声明。它接受一个整数参数x。
:val(x), next(NULL): 这是初始化列表。它用于初始化类的成员变量。在这里，val成员变量被初始化为x，而next成员变量被初始化为NULL。
{ }: 这是构造函数的主体。在这里它是空的，因为所有的初始化都在初始化列表中完成了。

总的来说，当你创建一个新的ListNode对象并传递一个整数给它时，这个构造函数将确保该节点的值被设置为该整数，并且该节点没有指向任何下一个节点（因为next被初始化为NULL）。

注意：如果不定义构造函数使用默认构造函数的话，在初始化的时候不能直接给变量赋值！

c++代码示例如下

class MyLinkedList {
public:struct LinkedNode {int val;LinkedNode* next;LinkedNode(int val) :val(val), next(NULL) {}};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--) {cur = cur->next;}return cur->val;}void addAtHead(int val) {LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);newNode->next = dummyHead->next;dummyHead->next = newNode;size++;}void addAtTail(int val) {LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);LinkedNode* cur = dummyHead;while (cur->next != NULL) {cur = cur->next;}cur->next = newNode;size++;}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++;}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;tmp = NULL;size--;}
private:int size;LinkedNode* dummyHead;
};

c语言代码示例如下

typedef struct MyLinkedList {int val;struct MyLinkedList* next;
}MyLinkedList;
MyLinkedList* myLinkedListCreate() {MyLinkedList* head = (MyLinkedList*)malloc(sizeof(MyLinkedList));head->next = NULL;return head;
}
int myLinkedListGet(MyLinkedList* obj, int index) {MyLinkedList* cur = obj->next;for (int i = 0; cur != NULL; i++) {if (i == index) {return cur->val;}else {cur = cur->next;}}return -1;
}
void myLinkedListAddAtHead(MyLinkedList* obj, int val) {MyLinkedList* nhead = (MyLinkedList*)malloc(sizeof(MyLinkedList));nhead->val = val;nhead->next = obj->next;obj->next = nhead;
}
void myLinkedListAddAtTail(MyLinkedList* obj, int val) {MyLinkedList* cur = obj;while (cur->next != NULL) {cur = cur->next;}MyLinkedList* ntail = (MyLinkedList*)malloc(sizeof(MyLinkedList));ntail->val = val;ntail->next = NULL;cur->next = ntail;
}
void myLinkedListAddAtIndex(MyLinkedList* obj,int index,int val) {if (index == 0) {myLinkedListAddAtHead(obj, val);return;}MyLinkedList* cur = obj->next;for (int i = 1; cur != NULL; i++){if (i == index) {MyLinkedList* newNode = (MyLinkedList*)malloc(sizeof(MyLinkedList));newNode->val = val;newNode->next = cur->next;cur->next = newNode;return;}else {cur = cur->next;}}
}
void myLinkedListDeleteAtIndex(MyLinkedList* obj, int index) {if (index == 0) {MyLinkedList* tmp = obj->next;if (tmp != NULL) {obj->next = tmp->next;free(tmp);}return;}MyLinkedList* cur = obj->next;for (int i = 1; cur != NULL && cur->next != NULL; i++) {if (i == index) {MyLinkedList* tmp = cur->next;if (tmp != NULL) {cur->next = tmp->next;free(tmp);}return;}else {cur = cur->next;}}
}
void myLinkedListFree(MyLinkedList* obj) {while (obj != NULL) {MyLinkedList* tmp = obj;obj = obj->next;free(tmp);}
}

已知头结点，使用双指针法一个节点一个节点的处理：

定义一个cur指针(head)，pre指针（NULL），定义一个临时变量tmp把cur->next的内容拿出来，然后把pre指针放进去，就完成了节点的反转。更新pre指针（cur），cur指针（tmp）。循环遍历完链表就完成整体的反转。循环结束时，cur一定指向最后一个节点的->next==NULL，pre一定指向最后一个节点。返回pre

c++代码示例如下O(n)

ListNode* reverseList(ListNode* head) {ListNode* tmp;ListNode* cur = head;ListNode* pre = NULL;while (cur) {tmp = cur->next;cur->next = pre;pre = cur;cur = tmp;}return pre;
}

还可以用递归实现，能够迭代就一定可以递归！

ListNode* reverse(ListNode* pre, ListNode* cur) {if (cur == NULL) {return pre;}ListNode* tmp = cur->next;cur->next = pre;return reverse(cur, tmp);
}

这个代码实现逻辑和双指针实现逻辑一模一样，实质上都是从前往后反转指针指向，其实还可以从后往前反转指针。（这个方法还不懂）

ListNode* reverseList(ListNode* head) {if (head == NULL) return NULL;if (head->next == NULL) return head;ListNode* last = reverseList(head->next);head->next->next = head;head->next = NULL;return last;
}