代码随想录算法训练营day4 | 链表(2)-编程知识

一、LeetCode 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https://leetcode.cn/problems/swap-nodes-in-pairs/

思路：设置快慢指针，暂存节点逐对进行交换。

代码优化前：

/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {*     int val;*     ListNode next;*     ListNode() {}*     ListNode(int val) { this.val = val; }*     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }* }*/
class Solution {public ListNode swapPairs(ListNode head) {if(head == null || head.next == null){return head;}//头部结点交换ListNode cur = head;         //cur存储节点1ListNode now = cur.next;    //now存储节点2ListNode temp_n = now;       //暂存节点2ListNode temp_c = now.next;  //暂存下一轮的节点_1now.next = cur;              //节点2 → 节点1head = now;                  //head - 节点2now = cur;                   //now - 节点1cur.next = temp_c;           //节点1 → 节点_1cur = temp_c;                //cur - 节点_1//while循环中逻辑与上同while(cur != null && cur.next != null){temp_n = now;now = cur.next;temp_n.next = now;temp_c = now.next;now.next = cur;now = cur;cur.next = temp_c;cur = temp_c;}return head;}
}

代码优化后：

二、LeetCode 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https://leetcode.cn/problems/remove-nth-node-from-end-of-list/

思路：考虑使用快慢指针。先处理特殊情况（单节点链表或删除头结点）；快慢指针同时后移、找到要删除节点的前一个节点做删除处理。

/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {*     int val;*     ListNode next;*     ListNode() {}*     ListNode(int val) { this.val = val; }*     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }* }*/
class Solution {public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {//单个元素if(head.next == null){return null;}ListNode slow = head;ListNode fast = head;//删除倒数第n个节点、快指针先行n步while(fast != null && n > 0){fast = fast.next;n--;}//fast先行n步到链表末尾，说明要删除第一个节点if(fast == null){return head.next;}//slow指针与fast指针同时后移，找到要删除节点的前一个节点//（所以是fast.next!=null 而不是fast != null）while(fast.next != null){slow = slow.next;fast = fast.next;}//删除节点slow.next = slow.next.next;return head;}
}

三、LeetCode 面试题 02 07 链表相交

题目链接：面试题02.07.链表相交https://leetcode.cn/problems/intersection-of-two-linked-lists-lcci/

思路：

计算链表A、B长度、并把指针移动到链表结尾；利用链表A、B长度差，调整较长链表的遍历指针到剩余长度与较短链表的长度相同的位置；A、B遍历指针同步后移，找到相交位置。

/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {*     int val;*     ListNode next;*     ListNode(int x) {*         val = x;*         next = null;*     }* }*/
public class Solution {public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {ListNode index_a = headA;ListNode index_b = headB;//处理链表A、B为空的情况if(index_a == null || index_b == null){return null;}//计算链表A、B长度、并把指针移动到链表结尾int len_a = 1,len_b = 1;while(index_a != null && index_a.next != null){index_a = index_a.next;len_a++;}while(index_b != null && index_b.next != null){index_b = index_b.next;len_b++;}//结尾指针指向的节点不同，说明不相交if(index_a != index_b){return null;}//指针回到头部index_a = headA;index_b = headB;//利用链表A、B长度差，调整较长链表的遍历指针到剩余长度与较短链表的长度相同的位置//A、B遍历指针同步后移，找到相交位置if(len_a > len_b){int num = len_a - len_b;while(num > 0){index_a = index_a.next;num--;}while(index_a != index_b){index_a = index_a.next;index_b = index_b.next;}}else{int num = len_b - len_a;while(num > 0){index_b = index_b.next;num--;}while(index_a != index_b){index_a = index_a.next;index_b = index_b.next;}}return index_a;}
}

四、LeetCode 142 环形链表II

题目链接：142.环形链表IIhttps://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle-ii/description/

思路：

        先判断是否有环：设置快慢指针fast、slow。在每个循环中，fast后移2次、slow后移1次，作图可知，若链表有环，则fast与slow必然能够相遇且必定在环内相遇。

        再确定环入口：设head到环入口的长度为x，环入口到fast、slow相遇点的长度为y，相遇点到换入口的长度为z，fast在环内转了n圈才遇到slow；又因为fast的移动距离是slow的2倍，则可列： x+y+n*(y+z) = 2*(x+y) → x = (n-1)*(y+z)+z。

        当n = 1时，x = z，设置指针index_1 = head，index_2 = slow/fast(即相遇位置)，易知index_1与index_2以相同的速度后移再相遇的位置即为环入口。

示意图：

代码如下：

/*** Definition for singly-linked list.* class ListNode {*     int val;*     ListNode next;*     ListNode(int x) {*         val = x;*         next = null;*     }* }*/
public class Solution {public ListNode detectCycle(ListNode head) {ListNode slow = head;ListNode fast = head;while(fast != null && fast.next != null){//fast指针移速是slow指针的2倍fast = fast.next.next;slow = slow.next;//fast与slow相遇if(slow == fast){ListNode index_1 = head;ListNode index_2 = slow;//由思路中的数学分析进行同步后移操作while(index_1 != index_2){index_1 = index_1.next;index_2 = index_2.next;}return index_1;}}//fast最终指向null，链表无环return null;}
}