【算法刷题day3】Leetcode: 203.移除链表元素、707.设计链表、 206.反转链表

链表基础知识

分类： 单链表、双链表、循环连链表
存储方式： 链表中的节点在内存中不是连续分布的 ，而是散乱分布在内存中的某地址上，分配机制取决于操作系统的内存管理。

链表的定义：

struct ListNode{
	int val; //节点上存储的元素
	ListNode *next; //指向下一个节点的指针
	ListNode(int x) : val(x),next(NULL){} //节点的构造函数
};

性能分析：

203.移除链表元素

文档链接：[代码随想录]
题目链接：203.移除链表元素
状态：ok 链表的指针使用方法

题目：
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 。
注意：
1.整体分为头节点和非头节点两种处理情况
2.使用C++语言要注意定义一个临时指针指向将要删除的节点，并且删除他

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        //头节点
        while(head != NULL && head->val == val){
            ListNode* temp = head;
            head = head -> next;
            delete temp;
        }
        //非头节点
        ListNode* cur = head;
        while(cur != NULL && cur -> next != NULL ){
            if(cur -> next -> val == val){
                ListNode* temp = cur -> next;
                cur -> next = cur -> next -> next;
                delete temp;
            }
            else
                cur = cur ->next;
        }
        return head;
    }
};

707.设计链表

文档链接：[代码随想录]
题目链接： 707.设计链表
状态：ok 是一个链表基础知识非常全的一题

题目：
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。

注意：
1.构造函数： LinkedNode(int val):val(val), next(nullptr){} 当中next(nullptr)表示将指针next初始化为nullptr，即空指针，表明这是链表的最后一个节点。
2.每次更改时都要记得调整size的长度
3.初始化列表中的两个参数都是私有参数需要定义
4.注意输出的格式以及书写，该代码需要自己手动编写

class MyLinkedList {
public:
    struct LinkedNode {
        int val;
        LinkedNode* next;
        LinkedNode(int val) : val(val), next(nullptr) {}
    };

    MyLinkedList() {
        _dummyHead = new LinkedNode(
            0); // 没有建立一个新的节点因此不用LinkedNode*  _dummyHead
        _size = 0;
    }

    int get(int index) {
        if (index > _size - 1 || index < 0)
            return -1;
        LinkedNode* cur = _dummyHead->next;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            cur = cur->next;
        }
        return cur->val;
    }

    void addAtHead(int val) {
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        newNode->next = _dummyHead->next;
        _dummyHead->next = newNode;
        _size++;
    }

    void addAtTail(int val) {
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        LinkedNode* temp = _dummyHead;
        for (int i = 0; i < _size; i++) {
            temp = temp->next;
        }
        temp->next = newNode;
        _size++;
    }

    void addAtIndex(int index, int val) {
        if (index > _size)
            return;
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            cur = cur->next;
        }
        // 这里不需要判断是否为最后一个节点，因为最后一个节点的cur-> = nullptr
        //  if(index == szie - 1){
        //      cur -> next = newNode;
        //  }else{
        //      newNode -> next = cur -> next;
        //      cur -> next = newNode;
        //  }
        newNode->next = cur->next;
        cur->next = newNode;
        _size++; // 记住每次总长度都加一
    }

    void deleteAtIndex(int index) {
        if (index < 0 || index >= _size)
            return;
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            cur = cur->next;
        }
        LinkedNode* temp = cur->next;
        cur->next = cur->next->next;
        delete temp;
        // delete命令指示释放了tmp指针原本所指的那部分内存，
        // 被delete后的指针tmp的值（地址）并非就是NULL，而是随机值。也就是被delete后，
        // 如果不再加上一句tmp=nullptr,tmp会成为乱指的野指针
        // 如果之后的程序不小心使用了tmp，会指向难以预想的内存空间
        temp = nullptr;
        _size--;
    }

    // 打印链表
    void printLinkedList() {
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while (cur->next != nullptr) {
            cout << cur->next->val << " ";
            cur = cur->next;
        }
        cout << endl;
    }

private:
    int _size;
    LinkedNode* _dummyHead;
};

/**
 * Your MyLinkedList object will be instantiated and called as such:
 * MyLinkedList* obj = new MyLinkedList();
 * int param_1 = obj->get(index);
 * obj->addAtHead(val);
 * obj->addAtTail(val);
 * obj->addAtIndex(index,val);
 * obj->deleteAtIndex(index);
 */

206.反转链表

文档链接：[代码随想录]
题目链接： 206.反转链表
状态：
题目：
给你单链表的头节点 head ，请你反转链表，并返回反转后的链表。
注意：
1.第一种方法就是使用一个数组存储节点的数值，再将数组内数值从后往前赋值给链表（时间短）
2.第二种是双指针，双指针的意思就是改变节点之间指针的方向
3.第三种是递归，递归和双指针思想差不多，只不过书写方法不一样

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        vector<int> nums;
        int i = 0;
        ListNode* cur = head;
        while(cur != nullptr){
            nums.push_back(cur -> val);
            i++;
            cur  = cur -> next;
        }
        ListNode* temp = head;
        for(int j = i - 1; j >= 0; j--){
            temp -> val = nums[j];
            temp = temp -> next;
        }
        return head;
    }
};

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode* l = nullptr;
        ListNode* r = head;
        while(r != nullptr){
            ListNode* temp = r -> next;
            r -> next = l;
            l = r;
            r = temp;
        }
        return l;
    }
};

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        return reverse(nullptr,head);
    }
    ListNode* reverse(ListNode* l, ListNode* r){
        if(r == nullptr) return l;
        ListNode* temp = r -> next;
        r -> next = l;
        return reverse(r,temp);
    }
};