顺序表和链表的8道算法题-编程知识

移除元素

题目连接放这了https://leetcode.cn/problems/remove-element/

思路一

创建一个新数组：首先遍历原数组的所有数据，把不等于val的值直接放在新数组里，然后返回新数组的长度。由于这个思路不符合题目的要求，所以我们不采用这个解法，这个思路仅作拓展！！！

int removeElement(int* nums, int numsSize, int val)
{int n1, n2;n1 = n2 = 0;int arr[numsSize];while (n2 < numsSize){if (nums[n2] != val){arr[n1] = nums[n2];n1++;}n2++;}return n1;
}

思路二

使用两个临时变量n1和n2，n2负责遍历数组，n1负责将不等于val的值重新赋值给数组，最后n1就是新数组的下标

这是原数组：

开始进行遍历和赋值操作：

int  removeElement(int* nums, int  numsSize, int  val)
{int n1, n2;
n1 = n2 = 0;while(n2 < numsSize){if(nums[n2] != val){nums[n1] = nums[n2];n1++;}n2++;}return n1;
}

合并两个有序数组

题目连接放这了https://leetcode.cn/problems/merge-sorted-array/

思路

由于数组nums1有足够的空间，所以我们选择将两个合并的数组就直接放在数组nums1中，现在我们要考虑如何存放，由于两个数组是有序的并且是递增的，存放也是要求递增，所以我们要么从两个数组的首元素开始遍历比较进行存放，要么从两个数组的尾元素开始遍历比较进行存放。

如果从首元素开始遍历存放，比较得到最小的元素，存放在nums1的第一个位置进行存放（因为最后得到的数组元素也要递增排列，所以要从nums1的第一个位置开始存放）；这时候就有一个问题了，nums1前面几个原先的元素可能就找不到了，我们举个例子：nums1=[1,2,3,0,0,0]，nums2=[0]，开始比较，nums2的0小于nums1的1，那nums1的第一个元素1就会被0覆盖掉，导致元素丢失，为了避免这个情况，我们就需要保存这个元素，可是我们不知道要几个变量来保存元素，毕竟nums1有多少的元素比nums2大是不确定的，所以这个方法就比较难实现。

因此我们考虑从尾部开始遍历存放，这时候我们需要三个临时变量，两个变量是分别从两个数组的尾元素进行遍历，剩下一个变量是从nums1最后一个空间开始来进行赋值存放元素的操作。

void merge(int* nums1, int nums1Size, int m, int* nums2, int nums2Size, int n)
{int l1, l2, l3;l1 = m - 1;l2 = n - 1;l3 = m + n - 1;while (l1 >= 0 && l2 >= 0){if (nums1[l1] > nums2[l2]){nums1[l3--] = nums1[l1--];}else{nums1[l3--] = nums2[l2--];}}while (l2 >= 0){nums1[l3--] = nums2[l2--];}
}

这里稍微解释一下循环遍历条件，首先第一个循环结束条件肯定是两个下标不能小于0，否则会发生数组的越界访问！！！从这个循环条件出来有两种情况，一是l1<0，二是l2<0，为什么不能是两个同时小于0，因为有一个数组会被最先遍历完，然后就会跳出循环，不可能发生两个数组同时遍历完的！！！
跳出循环后，题目要求把nums2合并到nums1中，所以当l2>=0时，说明nums2是没有遍历完的，我们只需要处理这一个条件即可，不用担心nums1了，因为跳出第一个循环后，如果l2>=0，说明nums1数组已经遍历完了，所以不需要考虑nums1了。

移除链表元素

题目连接：https://leetcode.cn/problems/remove-linked-list-elements/

思路一

遍历原链表，将val的节点就地删除。

typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val)
{if (head == NULL){return head;}ListNode* prev, * pcur;prev = pcur = head;ListNode* next;while (pcur){if (pcur->val == val){next = pcur->next;prev->next = next;pcur = next;}else{prev = pcur;pcur = pcur->next;}}if (head->val == val){return head->next;}return head;
}

这里我们要注意了不用free是因为这时OJ题，如果没有特别说明，我们不需要free，当然你也可以free
还有题目有说可能会出现空链表的情况，这个我们需要单独处理。
在循环中我们是无法删除第一个节点的，所以后面我就用来一个判断来专门处理了一下。

思路二

创建新的链表，将不含val 的节点进行尾插即可。

typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val)
{if (head == NULL){return head;}ListNode* NewHead, * NewTail;NewHead = NewTail = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));ListNode* ptail = head;while (ptail){if (ptail->val != val){//尾插NewTail->next = ptail;NewTail = NewTail->next;}ptail = ptail->next;}NewTail->next = NULL;ListNode* next = NewHead->next;free(NewHead);return next;
}

这里隆重介绍一下哨兵位，哨兵位就是头结点，它不存放任何有效的数据，就是一个站岗的功能，有了哨兵位，我们就可以直接进行尾插操作，而不是要单独处理新链表尾空的情况，比较方便，题目要求我们放回第一个有效的节点地址，也很简单，直接放回哨兵位的next就可以了。
然后我们还要注意一下如果原链表为空的时候，我们需要单独处理的。

反转链表

题目连接：https://leetcode.cn/problems/reverse-linked-list/

思路一

创建新链表，使用头插操作就可以实现链表的反转。

typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head)
{if (head == NULL){return head;}ListNode* NewHead, * NewTail;NewHead = NewTail = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));NewTail->next = NULL;//先置为空，便于最后一个节点指向NULLListNode* ptail = head;ListNode* next;while (ptail){next = ptail->next;//保存下一个节点NewTail = NewHead->next;//保存新链表原先的第一个节点NewHead->next = ptail;//头插ptail->next = NewTail;//将新的第一个节点和原先的第一个节点进行连接ptail = next;//继续遍历}next = NewHead->next;free(NewHead);return next;
}

思路二

原链表进行操作，改变每一个节点的指向，如下图所示：

typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head)
{if (head == NULL){return head;}ListNode* l1, * l2;l1 = head;l2 = head->next;l1->next = NULL;//先将第一个节点的指向置为NULLwhile (l2){ListNode* next = l2->next;//保存下一个节点l2->next = l1;l1 = l2;l2 = next;}return l1;
}

合并两个有序的链表

题目链接：https://leetcode.cn/problems/merge-two-sorted-lists/

思路

创建新链表，遍历两个链表的所有的节点，然后尾插到新链表里。

typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2)
{ListNode* NewHead, * NewTail;NewHead = NewTail = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));NewHead->next = NULL;//处理空链表的情况ListNode* l1, * l2;l1 = list1;l2 = list2;while (l1 && l2){if (l1->val < l2->val){NewTail->next = l1;l1 = l1->next;NewTail = NewTail->next;}else{NewTail->next = l2;l2 = l2->next;NewTail = NewTail->next;}}if (l1){NewTail->next = l1;}if (l2){NewTail->next = l2;}ListNode* next = NewHead->next;free(NewHead);return next;
}

这里我将哨兵位的next置为NULL，是因为如果两个链表都是空的话，就会放回NULL，也就少写了一些判断语句。
当循环走出去后，一定有一个链表还没有走完，所以直接进行该链表与新链表连接即可，不需要一个节点一个节点的插入，因为剩下的链表本来就是有序的~~

链表的中间节点

题目连接：https://leetcode.cn/problems/middle-of-the-linked-list/

思路

快慢指针，定义两个指针，一个快指针每次走两步，一个慢指针每次走一步，最后快指针遍历完链表的所有节点之后，慢指针就是链表的中间节点
原理就是：2slow = fast

讨论一下循环结束的条件，当有奇数个节点时：

很显然fast->next==NULL时要跳出循环。

当有偶数个节点时：

当fast==NULL时跳出循环。

现在思考是写while(fast->next && fast) 还是写 while(fast && fast->next)，还是两个都可以？

typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head)
{ListNode* slow, * fast;slow = fast = head;while (fast && fast->next){fast = fast->next->next;slow = slow->next;}return slow;
}

公布答案，只能写while(fast && fast->next)，两个顺序不能变换，因为如果fast为NULL时，你先写的fast->next会对空指针进行非法访问！！！

环形链表的约瑟夫问题

题目链接：https://www.nowcoder.com/share/jump/9257752291712999799127

思路

这里我们可以使用循环链表来进行操作，循环链表是指头尾节点是相连的：

有了循环链表之后，我们就可以进行删除节点的操作，最后会剩下一个节点，这个节点的next就是它自己，所以循环结束条件就是这个。
用一个计数器来查看是否要进行删除操作，两个指针进行遍历链表，一个保存上一个节点，一个则往前走，一直到循环结束，所以我在创建循环链表这个函数采用放回尾节点，这样便于一开始我们直接拿到头节点和尾节点，方便后续的操作。

typedef struct ListNode ListNode;
ListNode* BuyNewnode(int x)//创建新节点
{ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));if (newnode == NULL){perror("malloc fail");exit(1);}newnode->val = x;newnode->next = NULL;return newnode;
}ListNode* CreatList(int n)//创建循环链表
{ListNode* head, * tail;head = BuyNewnode(1); //创建第一个节点tail = head;for (int i = 2; i <= n; i++){ListNode* newnode = BuyNewnode(i);tail->next = newnode;tail = tail->next;}tail->next = head;//首尾相连return tail;
}int ysf(int n, int m)
{int count = 1;ListNode* pcur, * prev;//创建循环链表prev = CreatList(n);pcur = prev->next;while (prev != prev->next){if (count == m)//删除节点{prev->next = pcur->next;free(pcur);pcur = prev->next;count = 1;}else{prev = pcur;pcur = pcur->next;count++;}}int ret = prev->val;free(prev);return ret;
}

分割链表

题目链接：https://leetcode.cn/problems/partition-list-lcci/

思路：

我们可以创建两个新链表，一个小链表存放小于x的节点，另一个大链表存放大于或等于x的节点，最后将两个链表合并，放回小链表的头指针即可。

typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* partition(struct ListNode* head, int x)
{if (head == NULL){return head;}ListNode* LessHead, * LessTail;ListNode* BigHead, * BigTail;//创建哨兵位LessHead = LessTail = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));BigHead = BigTail = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));ListNode* ptail = head;while (ptail){if (ptail->val < x){LessTail->next = ptail;LessTail = LessTail->next;}else{BigTail->next = ptail;BigTail = BigTail->next;}ptail = ptail->next;}BigTail->next = NULL;//将大连表的尾节点置为NULLLessTail->next = BigHead->next;return LessHead->next;
}