练习题（2024/5/13）

1移除链表元素

给你一个链表的头节点 head 和一个整数 val ，请你删除链表中所有满足 Node.val == val 的节点，并返回 新的头节点 。

示例 1：

输入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6
输出：[1,2,3,4,5]

示例 2：

输入：head = [], val = 1
输出：[]

示例 3：

输入：head = [7,7,7,7], val = 7
输出：[]

提示：

  • 列表中的节点数目在范围 [0, 104] 内
  • 1 <= Node.val <= 50
  • 0 <= val <= 50

思路：

使用虚拟头结点的方法来简化链表的删除操作。首先，创建一个值为0的虚拟头结点，然后将其指向原始链表的头部。接着，使用一个指针 cur 遍历整个链表，当 cur->next 的值等于目标值 val 时，删除当前节点的下一个节点，并将当前节点指向下下个节点；否则，将 cur 指针向后移动一个节点。最后，返回虚拟头结点的下一个节点作为新的链表头部。

代码：

class Solution {
public:// 删除链表中值为 val 的所有节点ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {// 设置一个虚拟头结点ListNode* dummyHead = new ListNode(0);// 将虚拟头结点指向 head，这样方便后面做删除操作dummyHead->next = head;ListNode* cur = dummyHead;// 遍历链表while (cur->next != NULL) {// 如果当前节点的下一个节点的值等于 val，则删除下一个节点if(cur->next->val == val) {ListNode* tmp = cur->next;cur->next = cur->next->next;delete tmp;} else {cur = cur->next;}}// 更新 head 指针head = dummyHead->next;// 删除虚拟头结点delete dummyHead;return head;}
};

2设计链表

你可以选择使用单链表或者双链表，设计并实现自己的链表。

单链表中的节点应该具备两个属性：val 和 next 。val 是当前节点的值，next 是指向下一个节点的指针/引用。

如果是双向链表，则还需要属性 prev 以指示链表中的上一个节点。假设链表中的所有节点下标从 0 开始。

实现 MyLinkedList 类：

  • MyLinkedList() 初始化 MyLinkedList 对象。
  • int get(int index) 获取链表中下标为 index 的节点的值。如果下标无效，则返回 -1 。
  • void addAtHead(int val) 将一个值为 val 的节点插入到链表中第一个元素之前。在插入完成后，新节点会成为链表的第一个节点。
  • void addAtTail(int val) 将一个值为 val 的节点追加到链表中作为链表的最后一个元素。
  • void addAtIndex(int index, int val) 将一个值为 val 的节点插入到链表中下标为 index 的节点之前。如果 index 等于链表的长度，那么该节点会被追加到链表的末尾。如果 index 比长度更大，该节点将 不会插入 到链表中。
  • void deleteAtIndex(int index) 如果下标有效，则删除链表中下标为 index 的节点。

示例：

输入
["MyLinkedList", "addAtHead", "addAtTail", "addAtIndex", "get", "deleteAtIndex", "get"]
[[], [1], [3], [1, 2], [1], [1], [1]]
输出
[null, null, null, null, 2, null, 3]解释
MyLinkedList myLinkedList = new MyLinkedList();
myLinkedList.addAtHead(1);
myLinkedList.addAtTail(3);
myLinkedList.addAtIndex(1, 2);    // 链表变为 1->2->3
myLinkedList.get(1);              // 返回 2
myLinkedList.deleteAtIndex(1);    // 现在，链表变为 1->3
myLinkedList.get(1);              // 返回 3

提示：

  • 0 <= index, val <= 1000
  • 请不要使用内置的 LinkedList 库。
  • 调用 get、addAtHead、addAtTail、addAtIndex 和 deleteAtIndex 的次数不超过 2000 。

思路：

这道题的要求有五个：

  • 获取链表第index个节点的数值
  • 在链表的最前面插入一个节点
  • 在链表的最后面插入一个节点
  • 在链表第index个节点前面插入一个节点
  • 删除链表的第index个节点

  1. 定义节点结构体： 开始先定义了一个嵌套的节点结构体LinkedNode，它包含两个成员变量，一个是节点的值val，另一个是指向下一个节点的指针next。

  2. 初始化链表： 在MyLinkedList类的构造函数中，创建了一个虚拟头结点_dummyHead，它的val为0，next为nullptr，用来简化链表的操作。同时初始化了链表的大小_size为0。

  3. 获取节点值： get(int index)函数用于获取链表中第index个节点的值。通过判断index是否合法，然后从虚拟头结点开始遍历找到目标节点，并返回其值。

  4. 在头部插入节点： addAtHead(int val)函数用于在链表的头部插入一个新节点。先创建一个新节点，然后将新节点的next指向原头结点，再将虚拟头结点的next指向新节点，最后更新链表大小。

  5. 在尾部插入节点： addAtTail(int val)函数用于在链表的尾部插入一个新节点。从虚拟头结点开始遍历找到最后一个节点，然后将其next指向新节点，最后更新链表大小。

  6. 在指定位置插入节点： addAtIndex(int index, int val)函数用于在指定位置插入一个新节点。首先判断插入位置的合法性，然后从虚拟头结点开始遍历找到目标位置的前一个节点，插入新节点，并更新链表大小。

  7. 删除指定位置的节点： deleteAtIndex(int index)函数用于删除指定位置的节点。同样需要判断位置的合法性，然后找到目标位置的前一个节点，将其next指针跳过待删除节点，删除节点并释放内存，最后更新链表大小。

代码：

class MyLinkedList {
public:// 定义链表节点结构体struct LinkedNode {int val; // 节点的值LinkedNode* next; // 指向下一个节点的指针LinkedNode(int val):val(val), next(nullptr){}
//LinkedNode(int val) : val(val), next(nullptr) {}这行代码创建了一个LinkedNode结构体的构造函数，它接受一个整数参数val，并将val赋值给节点的val成员，同时将next指针初始化为nullptr。};// 初始化链表MyLinkedList() {_dummyHead = new LinkedNode(0); // 这里定义的头结点 是一个虚拟头结点，而不是真正的链表头结点_size = 0;}// 获取到第index个节点数值，如果index是非法数值直接返回-1， 注意index是从0开始的，第0个节点就是头结点int get(int index) {if (index > (_size - 1) || index < 0) { // 判断index是否合法return -1;}LinkedNode* cur = _dummyHead->next; // 从第一个真正的节点开始while(index--) { // 循环找到第index个节点cur = cur->next;}return cur->val; // 返回该节点的值}// 在链表最前面插入一个节点，插入完成后，新插入的节点为链表的新的头结点void addAtHead(int val) {LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val); // 创建一个新节点newNode->next = _dummyHead->next; // 将新节点的next指针指向原来的第一个节点_dummyHead->next = newNode; // 将虚拟头结点指向新节点_size++; // 更新链表长度}// 在链表最后面添加一个节点void addAtTail(int val) {LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val); // 创建一个新节点LinkedNode* cur = _dummyHead; // 从虚拟头结点开始遍历while(cur->next != nullptr){ // 找到最后一个节点cur = cur->next;}cur->next = newNode; // 将新节点加在最后一个节点之后_size++; // 更新链表长度}// 在第index个节点之前插入一个新节点，例如index为0，那么新插入的节点为链表的新头节点。// 如果index 等于链表的长度，则说明是新插入的节点为链表的尾结点// 如果index大于链表的长度，则返回空// 如果index小于0，则在头部插入节点void addAtIndex(int index, int val) {if(index > _size) return; // 如果index大于链表长度，则直接返回if(index < 0) index = 0; // 如果index小于0，则在头部插入节点LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val); // 创建一个新节点LinkedNode* cur = _dummyHead; // 从虚拟头结点开始遍历while(index--) { // 找到第index个节点的前一个节点cur = cur->next;}newNode->next = cur->next; // 将新节点的next指针指向当前节点的next指针指向的节点cur->next = newNode; // 将当前节点的next指针指向新节点_size++; // 更新链表长度}// 删除第index个节点，如果index 大于等于链表的长度，直接return，注意index是从0开始的void deleteAtIndex(int index) {if (index >= _size || index < 0) { // 如果index大于等于链表长度或小于0，则直接返回return;}LinkedNode* cur = _dummyHead; // 从虚拟头结点开始遍历while(index--) { // 找到第index个节点的前一个节点cur = cur ->next;}LinkedNode* tmp = cur->next; // 保存待删除节点cur->next = cur->next->next; // 将待删除节点的前一个节点指向待删除节点的后一个节点delete tmp; // 释放待删除节点的内存tmp=nullptr; // 将指向待删除节点的指针置空，避免成为野指针_size--; // 更新链表长度}private:int _size; // 链表长度LinkedNode* _dummyHead; // 虚拟头结点指针
};

3有效的字母异位词

给定两个字符串 s 和 t ，编写一个函数来判断 t 是否是 s 的字母异位词。

注意：若 s 和 t 中每个字符出现的次数都相同，则称 s 和 t 互为字母异位词。

示例 1:

输入: s = "anagram", t = "nagaram"
输出: true

示例 2:

输入: s = "rat", t = "car"
输出: false

提示:

  • 1 <= s.length, t.length <= 5 * 104
  • s 和 t 仅包含小写字母

思路：

  1. 记录字母出现次数： 首先，代码使用一个长度为26的整型数组record来记录每个字母出现的次数，数组的索引与字母的ASCII码对应，这样可以将小写字母映射到record数组的相应位置。

  2. 遍历第一个字符串： 然后，代码遍历字符串s，对于每个字符，将其出现的次数记录在record数组中相应的位置。

  3. 遍历第二个字符串： 接着，代码同样遍历字符串t，对于每个字符，将其出现的次数从record数组中相应位置减去。

  4. 检查记录数组： 最后，代码遍历record数组，如果发现有任何一个位置的值不为0，说明两个字符串中有不同数量的某个字母，即它们不是字母异位词，返回false；如果record数组所有位置的值都为0，则说明两个字符串是字母异位词，返回true

代码：

class Solution {
public:// 判断两个字符串是否是字母异位词bool isAnagram(string s, string t) {// 记录每个字母出现的次数的数组，初始值都为0int record[26] = {0};// 遍历字符串s，统计每个字母出现的次数for (int i = 0; i < s.size(); i++) {// 将字母映射到record数组的索引，统计出现次数record[s[i] - 'a']++;}// 遍历字符串t，统计每个字母出现的次数for (int i = 0; i < t.size(); i++) {// 将字母映射到record数组的索引，减去出现次数record[t[i] - 'a']--;}// 遍历record数组，如果有非零值，则说明不是字母异位词for (int i = 0; i < 26; i++) {if (record[i] != 0)return false;}// 如果record数组所有元素都为0，则说明是字母异位词return true;}
};

4两个数组的交集

给定两个数组 nums1 和 nums2 ，返回 它们的 

交集

 。输出结果中的每个元素一定是 唯一 的。我们可以 不考虑输出结果的顺序 。

示例 1：

输入：nums1 = [1,2,2,1], nums2 = [2,2]
输出：[2]

示例 2：

输入：nums1 = [4,9,5], nums2 = [9,4,9,8,4]
输出：[9,4]
解释：[4,9] 也是可通过的

提示：

  • 1 <= nums1.length, nums2.length <= 1000
  • 0 <= nums1[i], nums2[i] <= 1000

思路：

代码：

class Solution {
public:// 求两个数组的交集vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {// 用于存储结果的无序集合unordered_set<int> result_set;// 将 nums1 转化为无序集合，方便进行查找unordered_set<int> nums_set(nums1.begin(), nums1.end());// 遍历 nums2，查找是否存在于 nums1 中，存在则加入结果集合for (int num : nums2) {if (nums_set.find(num) != nums_set.end()) {result_set.insert(num);}}// 将结果集合转化为数组并返回return vector<int>(result_set.begin(), result_set.end());}
};

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