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Java链表实例分析

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407 2023-05-04

Java链表实例分析

1、删除值为val的所有节点

删除链表中等于给定值val的所有节点。【OJ链接】

定义两个指针prev、cur,cur指向头节点的下一个节点,prev始终指向cur的前一个结点(方便删除节点)。通过cur指针去遍历链表,和val值比较,相同就删除这个节点。最后再来比较头节点。

/**

 * 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 removeElements(ListNode head, int val) {

        if(head==null){

            return null;

        }

        ListNode prev=head;

        ListNode cur=head.next;

        while(cur!=null){

            if(cur.val==val){

                prev.next=cur.next;

                cur=cur.next;

            }else{

                prev=cur;

                cur=cur.next;

            }

        }

        if(head.val==val){

            head=head.next;

        }

        return head;

    }

}

2、反转链表

反转一个链表。【OJ链接】

在遍历链表时,将当前节点的 指针改为指向前一个节点。由于节点没有引用其前一个节点,因此必须事先存储其前一个节点。在更改引用之前,还需要存储后一个节点。最后返回新的头引用。

/**

 * 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 reverseList(ListNode head) {

        if(head==null){

            return null;

        }

        ListNode cur=head.next;

        head.next=null;

        while(cur!=null){

            ListNode curNext=cur.next;

            cur.next=head;

            head=cur;

            cur=curNext;

        }

        return head;

    }

}

3、返回链表中间节点

给定一个带有头节点的非空单链表,返回链表的中间节点。如果有两个中间节点,则返回第二个中间节点。【OJ链接】

我们可以定义两个快慢指针(fast、slow),都指向头节点。快指针每次走两步,慢指针每次走一步。链表有偶数个节点时,fast=null时slow为中间节点;链表有奇数个节点时,fast.next=null时slow为中间节点。

/**

 * 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 middleNode(ListNode head) {

        if(head==null){

            return null;

        }

        ListNode slow=head;

        ListNode fast=head;

        while(fast!=null&&fast.next!=null){

            fast=fast.next.next;

            slow=slow.next;

        }

        return slow;

    }

}

4、返回链表第K个节点

输入一个链表,返回该链表中倒数第K个节点。【OJ链接】

这个题和找中间节点的思路相似。定义两个指针(fast、slow)。在K合理的前提下,我们可以让快指针先走K-1步,然后快慢指针同时向后走,当fast到达链表结尾时,slow就指向倒数第K个节点。

/*

public class ListNode {

    int val;

    ListNode next = null;

    ListNode(int val) {

        this.val = val;

    }

}*/

public class Solution {

    public ListNode FindKthToTail(ListNode head,int k) {

        if(k<=0||head==null){

            return null;

        }

        ListNode fast=head;

        ListNode slow=head;

        while(k-1>0){

            if(fast.next==null){

                return null;

            }

            fast=fast.next;

            //先让快节点走k-1步

            k--;

        }

        while(fast.next!=null){

            fast=fast.next;

            slow=slow.next;

        }

        return slow;

       

    }

}

5、合并有序链表

将两个有序链表合并为一个有序链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。【OJ链接】

解这个题,需要定义虚假节点来充当新链表的头节点。通过两个链表的头节点去遍历两个节点,去比较两个链表对应节点的值,将值小的节点连接到新链表的后面,知道两个链表遍历完,当其中一个链表为空时,直接将另一个链表连接到新链表后面即可。

class Solution {

    public ListNode mergeTwoLists(ListNode list1, ListNode list2) {

        if(list1==null){

            return list2;

        }

        if(list2==null){

            return list1;

        }

        //创建虚拟节点,充当新链表的头节点,值不代表任何意义

        ListNode node=new ListNode(-1);

        ListNode cur=node;

        while(list1!=null&&list2!=null){

            if(list1.val<list2.val){

                cur.next=list1;

                list1=list1.next;

            }else{

                cur.next=list2;

                list2=list2.next;

            }

            cur=cur.next;

        }

        if(list1==null){

            cur.next=list2;

        }else{

            cur.next=list1;

        }

        return node.next;

    }

}

6、按值分割链表

将一个链表按照给定值X划分为两部分,所有小于X的节点排在大于或等于X的节点之前。不改变节点原来的顺序。【OJ链接】

首先我们需要定义四个指针(bs、be、as、ae)分别表示小于X部分链表的头节点和尾节点、大于X部分链表的头节点和尾节点。通过头节点遍历链表,将链表分为两部分。最后将两个链表连接起来即可。需要特别注意,当小于X部分链表不为空时,我们需要手动将ae.next置为空。

/*

public class ListNode {

    int val;

    ListNode next = null;

    ListNode(int val) {

        this.val = val;

    }

}*/

public class Partition {

    public ListNode partition(ListNode pHead, int x) {

        if(pHead==null){

            return null;

        }

        ListNode bs=null;

        ListNode be=null;

        ListNode as=null;

        ListNode ae=null;

        ListNode cur=pHead;

        while(cur!=null){

            if(cur.val<x){

                if(bs==null){

                    bs=cur;

                    be=cur;

                }else{

                    be.next=cur;

                    be=cur;

                }

            }else{

                if(as==null){

                    as=cur;

                    ae=cur;

                }else{

                    ae.next=cur;

                    ae=cur;

                }

            }

            cur=cur.next;

        }

        if(bs==null){

            return as;

            //如果小于X部分为空,则直接返回大于X部分即可。此时ae.next一定为null

        }

        be.next=as;//否则连接小于X和大于X部分

        if(as!=null){

           ae.next=null;

           //当小于X部分不为空时,ae.next可能不为null,需要手动置为null

        }

        return bs;

    }

}

7、判读回文链表

判断链表是不是回文链表。【OJ链接】

首先我们需要找到链表的中间节点,然后将后半段链表反转。最后通过两边来逐步比较即可。特别注意,当链表结点个数为偶数时,因为中间节点的缘故,两边遍历时,无法相遇,需要特殊处理。

/*

public class ListNode {

    int val;

    ListNode next = null;

    ListNode(int val) {

        this.val = val;

    }

}*/

public class PalindromeList {

    public boolean chkPalindrome(ListNode A) {

        if(A==null){

            return false;

        }

        if(A.next==null){

            return true;

        }

        //求链表的中间节点

        ListNode slow=A;

        ListNode fast=A;

        while(fast!=null&&fast.next!=null){

            fast=fast.next.next;

            slow=slow.next;

        }

        //反转后半段链表

        ListNode cur=slow.next;

        while(cur!=null){

            ListNode curNext=cur.next;

            cur.next=slow;

            slow=cur;

            cur=curNext;

        }

        //判断回文链表

        while(slow!=A){

            if(slow.val!=A.val){

              return false;

           }

            if(A.next==slow){

                return true;

            }

            slow=slow.next;

            A=A.next;

        }

        return true;

    }

}

8、找两个链表的公共节点

输入两个链表,输出两个链表的第一个公共节点。没有返回NULL。【OJ链接】

两个链表相交呈现Y字型。那么两个链表长度的差肯定是未相交前两个链表节点的差。我们需要求出两个链表的长度。定义两个指针(pl、ps),让pl指向长的链表,ps指向短的链表。求出两个链表的长度差len。让pl想走len步。这样两个链表的剩余长度就相同。此时两个指针同时遍历连个链表,如果其指向一致,则两个链表相交,否则,两个链表不相交。

/**

 * Definition for singly-linked list.

 * public class ListNode {

 *     int val;

 *     ListNode next;

 *     ListNode(int x) {

 *         val = x;

 *         next = null;

 *     }

 * }

 */

public class Solution {

    //求链表长度

    public int len(ListNode head){

        int len=0;

        while(head!=null){

            head=head.next;

            len++;

        }

        return len;

    }

    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {

        if(headA==null||headB==null){

            return null;

        }

        ListNode pl=headA;

        ListNode ps=headB;

        int lenA=len(headA);

        int lenB=len(headB);

        int len=lenA-lenB;

        if(len<0){

            //pl指向长的链表,ps指向短的链表

            pl=headB;

            ps=headA;

            len=-len;

        }

        while(len--!=0){

            pl=pl.next;

        }

        while(pl!=null){

            if(pl==ps){

                return pl;

            }

            pl=pl.next;

            ps=ps.next;

        }

        return null;

    }

}

9、判断成环链表

判断链表中是否有环。【OJ链接】

还是快慢指针。慢指针一次走一步,快指针一次走两步。两个指针从链表起始位置开始运行。如果链表带环则一定会在环中相遇,否则快指针率先走到链表的末尾。

/**

 * Definition for singly-linked list.

 * class ListNode {

 *     int val;

 *     ListNode next;

 *     ListNode(int x) {

 *         val = x;

 *         next = null;

 *     }

 * }

 */

public class Solution {

    public boolean hasCycle(ListNode head) {

        if(head==null||head.next==null){

            return false;//链表为空或者只有一个节点时,没有环

        }

        ListNode slow=head;

        ListNode fast=head;

        while(fast!=null&&fast.next!=null){

            fast=fast.next.next;

            slow=slow.next;

            if(fast==slow){

                return true;

                //如果快慢节点可以相遇,表示链表有环

            }

        }

        return false;

    }

}

10、返回成环链表的入口

给定一个链表,判断链表是否有环并返回入环的节点。如果没有环,返回NULL。【OJ链接】

让一个指针从链表的其实在位置开始遍历,同时另一个指针从上题中两只真相与的位置开始走,两个指针再次相遇时的位置肯定为环的入口

/**

 * Definition for singly-linked list.

 * class ListNode {

 *     int val;

 *     ListNode next;

 *     ListNode(int x) {

 *         val = x;

 *         next = null;

 *     }

 * }

 */

public class Solution {

    //判断链表是否有环,并返回第一次快慢节点相交的位置

    public ListNode hasCycle(ListNode head){

         if(head==null||head.next==null){

            return null;

        }

        ListNode slow=head;

        ListNode fast=head;

        while(fast!=null&&fast.next!=null){

            slow=slow.next;

            fast=fast.next.next;

            if(slow==fast){

               return slow;

            }

        }

        return null;

    }

    //当返回的结点与头节点再次相交时,为环的入口

    public ListNode detectCycle(ListNode head) {

        ListNode node=hasCycle(head);

        if(node==null){

            return null;

        }else{

            while(head!=node){

                head=head.next;

                node=node.next;

            }

        }

        return head;

    }

}