day04 两两交换链表中的节点删除链表的倒数第N个节点链表相交环形链表Ⅱ-编程知识

题目1：24 两两交换链表中的节点

题目链接：24 两两交换链表中的节点

题意

两两交换链表中相邻的节点，返回交换后链表的头节点

虚拟头节点

注意终止条件，考虑节点的奇偶数，根据奇偶数确定终止条件

注意定义中间变量，temp temp1，节点的指向改变时，使用中间变量保存以前指向的节点，以便后续的链表查询操作

完整操作1

代码1

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     ListNode *next;*     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}*     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}*     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}* };*/
class Solution {
public:ListNode* swapPairs(ListNode* head) {ListNode* dummyhead = new ListNode(0);dummyhead->next = head;ListNode* cur = dummyhead;//头节点交换时，要知道其前一个节点（dummyhead）,所以cur=dummyheadwhile(cur->next!=NULL && cur->next->next!=NULL){ListNode* temp = cur->next;cur->next = cur->next->next;ListNode* temp1 = cur->next->next;cur->next->next = temp;temp->next = temp1;cur = cur->next->next;}return dummyhead->next;  }
};

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(1)

完整操作2（先将上述分析的需要定义的中间变量全部提前定义好）

代码

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     ListNode *next;*     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}*     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}*     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}* };*/
class Solution {
public:ListNode* swapPairs(ListNode* head) {ListNode* dummyhead = new ListNode(0);dummyhead->next = head;ListNode* cur = dummyhead;//头节点交换时，要知道其前一个节点（dummyhead）,所以cur=dummyheadwhile(cur->next!=NULL && cur->next->next!=NULL){ListNode* temp = cur->next;ListNode* temp1 = cur->next->next->next;cur->next = cur->next->next;cur->next->next = temp;temp->next = temp1;cur = cur->next->next;}return dummyhead->next;  }
};

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(1)

题目2：19 删除链表的倒数第N个节点

题目链接：19 删除链表的倒数第N个节点

题意

删除链表中的倒数第n个节点，返回链表的头节点

虚拟头节点

先让fast走n+1步，然后fast和slow再同时移动，这样slow就会到达要删除节点的前一个节点

伪代码

代码

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     ListNode *next;*     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}*     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}*     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}* };*/
class Solution {
public:ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {ListNode* dummyhead = new ListNode(0);dummyhead->next = head;ListNode* fast = dummyhead;ListNode* slow = dummyhead;n++;while(n && fast!=NULL){fast = fast->next;n--;}while(fast!=NULL){fast = fast->next;slow = slow->next;}ListNode* tmp = slow->next;//定义临时变量，用于释放内存slow->next = slow->next->next;delete tmp;return dummyhead->next;}
};

时间复杂度: O(n)
空间复杂度: O(1)

题目3：链表相交

题目链接：链表相交

题意

找到两个单链表相交的起始节点；如果没有交点，则返回NULL

注意交点不是数值相等，而是指针相等

步骤

① 链表A定义一个curA指针 curA=headA；链表B定义一个curB指针 curB=headB

② 链表A的长度lenA 链表B的长度lenB

③ lenA 与 lenB 的差gap

④ 将curA移动gap步此时curA与curB在相同的位置处（到链表末尾的距离相等）

⑤ curA与curB一同移动若curA==curB 返回curA 否则，一直移动curA和curB

curA==NULL 代表curA与curB还是不相等，则返回NULL

代码1

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     ListNode *next;*     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}* };*/
class Solution {
public:ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {ListNode* curA = headA;ListNode* curB = headB;int lenA = 0;int lenB = 0;while(curA!=NULL){curA = curA->next;lenA++;}while(curB!=NULL){curB = curB->next;lenB++;}cout<<lenA<<endl;cout<<lenB<<endl;//此时curA  curB已经移动到了NULL位置，将curA curB重新指向head处curA = headA;curB = headB;//求解长度差//首先使得A是最长的链表if(lenB > lenA){swap(lenA,lenB);swap(curA,curB);}cout<<lenA<<endl;cout<<lenB<<endl;int gap = lenA - lenB;//将curA移动到与链表B对齐的位置while(gap){curA = curA->next;gap--;}//这样curA与curB在同一长度处while(curA!=NULL && curA!=curB){curA=curA->next;curB=curB->next;}if(curA!=NULL){return curA;}else{return NULL;}}
};

代码2

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     ListNode *next;*     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}* };*/
class Solution {
public:ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {ListNode* curA = headA;ListNode* curB = headB;int lenA = 0;int lenB = 0;while(curA!=NULL){curA = curA->next;lenA++;}while(curB!=NULL){curB = curB->next;lenB++;}//此时curA  curB已经移动到了NULL位置，将curA curB重新指向head处curA = headA;curB = headB;//求解长度差//首先使得A是最长的链表if(lenB > lenA){swap(lenA,lenB);swap(curA,curB);}int gap = lenA - lenB;//将curA移动到与链表B对齐的位置while(gap){curA = curA->next;gap--;}//这样curA与curB在同一长度处while(curA!=NULL){if(curA==curB){return curA;}curA=curA->next;curB=curB->next;}  return NULL;}
};

时间复杂度：O(n + m)
空间复杂度：O(1）

题目4：142 环形链表Ⅱ

题目链接：142 环形链表Ⅱ

题意

判断链表有无环，有环的话则返回开始入环的第一个节点；无环则返回null

主要分两个步骤：

①判断有环无环

使用fast slow两个指针，fast每次走两个节点，slow每次走1个节点，若有环，则fast，slow一定会在环内相遇 因为相对于slow，fast是每次走1个节点靠近slow，所以一定会和slow重合

②有环的话，返回入环的第一个节点；无环的话，返回null

fast，slow相遇时，fast走过的节点数为x+y+n(y+z)，slow走过的节点数为x+y

fast走过的节点数=2*slow走过的节点数 n>=1

伪代码

代码

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     ListNode *next;*     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}* };*/
class Solution {
public:ListNode *detectCycle(ListNode *head) {ListNode* fast = head;ListNode* slow = head;while(fast!=NULL && fast->next!=NULL){fast = fast->next->next;slow = slow->next;//是否出现环if(fast==slow){ListNode* index1 = fast;ListNode* index2 = head;while(index1!=index2){index1 = index1->next;index2 = index2->next;}return index1;}}return NULL;}
};

时间复杂度: O(n)，快慢指针相遇前，慢指针走的次数小于链表长度（没走1圈fast和slow就相遇了），快慢指针相遇后，两个index指针走的次数也小于链表长度，总体为走的次数小于 2n
空间复杂度: O(1)