代码随想录-算法训练营day03【移除链表元素、设计链表、反转链表】

2024-04-06 23:54:06
开发
16

专栏笔记：https://blog.csdn.net/weixin_44949135/category_10335122.html

第二章 链表part01

day1 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUG9UR2ZUc3BjRUdY
day 2 任务以及具体安排：https://docs.qq.com/doc/DUGRwWXNOVEpyaVpG 
今日任务 

● 链表理论基础 
● 203.移除链表元素 
● 707.设计链表 
● 206.反转链表 

 详细布置 

 链表理论基础 

建议：了解一下链接基础，以及链表和数组的区别 

文章链接：https://programmercarl.com/%E9%93%BE%E8%A1%A8%E7%90%86%E8%AE%BA%E5%9F%BA%E7%A1%80.html

 203.移除链表元素  

建议： 本题最关键是要理解 虚拟头结点的使用技巧，这个对链表题目很重要。

题目链接/文章讲解/视频讲解：：https://programmercarl.com/0203.%E7%A7%BB%E9%99%A4%E9%93%BE%E8%A1%A8%E5%85%83%E7%B4%A0.html

 707.设计链表  

建议： 这是一道考察 链表综合操作的题目，不算容易，可以练一练 使用虚拟头结点

题目链接/文章讲解/视频讲解：https://programmercarl.com/0707.%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E9%93%BE%E8%A1%A8.html

 206.反转链表 

建议先看我的视频讲解，视频讲解中对 反转链表需要注意的点讲的很清晰了，看完之后大家的疑惑基本都解决了。

题目链接/文章讲解/视频讲解：https://programmercarl.com/0206.%E7%BF%BB%E8%BD%AC%E9%93%BE%E8%A1%A8.html

0203_移除链表元素

0203_移除链表元素

java删除链表元素的方式

ListNode curr = head;
while (curr != null) {
while (curr.next != null && curr.next.val == val) {
curr.next = curr.next.next;
}
curr = curr.next;
}

public class ListNode {
    // 结点的值
    int val;

    // 下一个结点
    ListNode next;

    // 节点的构造函数(无参)
    public ListNode() {
    }

    // 节点的构造函数(有一个参数)
    public ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }

    // 节点的构造函数(有两个参数)
    public ListNode(int val, ListNode next) {
        this.val = val;
        this.next = next;
    }
}

class Solution0203 {
    /**
     * 添加虚节点方式
     * 时间复杂度 O(n)
     * 空间复杂度 O(1)
     *
     * @param head
     * @param val
     * @return
     */
    public ListNode removeElements1(ListNode head, int val) {
        if (head == null) {
            return head;
        }
        // 因为删除可能涉及到头节点，所以设置dummy节点，统一操作
        ListNode dummy = new ListNode(-1, head);
        ListNode pre = dummy;
        ListNode cur = head;
        while (cur != null) {
            if (cur.val == val) {
                pre.next = cur.next;
            } else {
                pre = cur;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return dummy.next;
    }

    /**
     * 不添加虚拟节点方式
     * 时间复杂度 O(n)
     * 空间复杂度 O(1)
     *
     * @param head
     * @param val
     * @return
     */
    public ListNode removeElements2(ListNode head, int val) {
        while (head != null && head.val == val) {
            head = head.next;
        }
        // 已经为null，提前退出
        if (head == null) {
            return head;
        }
        // 已确定当前head.val != val
        ListNode pre = head;
        ListNode cur = head.next;
        while (cur != null) {
            if (cur.val == val) {
                pre.next = cur.next;
            } else {
                pre = cur;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return head;
    }

    /**
     * 不添加虚拟节点and pre Node方式
     * 时间复杂度 O(n)
     * 空间复杂度 O(1)
     *
     * @param head
     * @param val
     * @return
     */
    public ListNode removeElements3(ListNode head, int val) {
        while (head != null && head.val == val) {
            head = head.next;
        }
        ListNode curr = head;
        while (curr != null) {
            while (curr.next != null && curr.next.val == val) {
                curr.next = curr.next.next;
            }
            curr = curr.next;
        }
        return head;
    }
}

ListNode curr = head; 这行代码是复制了一条相同的链表吗？

不是！在Java中，赋值语句 ListNode curr = head; 并不会复制链表，而是创建了一个新的引用 curr，指向了原始链表的头节点 head。这意味着现在两个引用 head 和 curr 都指向了同一个链表，它们指向的是相同的节点。

因此，对 curr 进行操作会影响到原始链表，因为它们实际上是同一个链表的两个引用。任何对 curr 的修改都会在原始链表上产生影响，反之亦然。

如果你需要创建一个链表的副本，而不是引用原始链表，你需要使用另一种方法来复制链表，例如使用循环或递归遍历原始链表的每个节点，并创建新的节点来构建新的链表。

0707_设计链表

1、单链表

/**
 * 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; }
 * }
 */
public class ListNode {//单链表
    int val;
    ListNode next;

    ListNode() {}

    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }

    ListNode(int val, ListNode next) {
        this.val = val;
        this.next = next;
    }
}

class MyLinkedList {
    int size;//size存储链表元素的个数

    ListNode head;//虚拟头结点

    //初始化链表
    public MyLinkedList() {
        size = 0;
        head = new ListNode(0);
    }

    //获取第index个节点的数值，注意index是从0开始的，第0个节点就是头结点
    public int get(int index) {
        //如果index非法，返回-1
        if (index < 0 || index >= size) {
            return -1;
        }
        ListNode currentNode = head;
        //包含一个虚拟头节点，所以查找第 index+1 个节点
        for (int i = 0; i <= index; i++) {
            currentNode = currentNode.next;
        }
        return currentNode.val;
    }

    //在链表最前面插入一个节点，等价于在第0个元素前添加
    public void addAtHead(int val) {
        addAtIndex(0, val);
    }

    //在链表的最后插入一个节点，等价于在(末尾+1)个元素前添加
    public void addAtTail(int val) {
        addAtIndex(size, val);
    }

    // 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
    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if (index > size) {
            return;
        }
        if (index < 0) {
            index = 0;
        }
        size++;
        //找到要插入节点的前驱
        ListNode pred = head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pred = pred.next;
        }
        ListNode toAdd = new ListNode(val);
        toAdd.next = pred.next;
        pred.next = toAdd;
    }

    //删除第index个节点
    public void deleteAtIndex(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            return;
        }
        size--;
        if (index == 0) {
            head = head.next;
            return;
        }
        ListNode pred = head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pred = pred.next;
        }
        pred.next = pred.next.next;
    }
}

/**
 * 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);
 */

2、双链表

public class ListNode {//双链表
    int val;

    ListNode next, prev;

    ListNode() {}

    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}

class MyLinkedList2 {
    int size;//记录链表中元素的数量

    ListNode head, tail;//记录链表的虚拟头结点和尾结点

    public MyLinkedList2() {
        //初始化操作
        this.size = 0;
        this.head = new ListNode(0);
        this.tail = new ListNode(0);
        //这一步非常关键，否则在加入头结点的操作中会出现null.next的错误！！！
        head.next = tail;
        tail.prev = head;
    }

    public int get(int index) {
        //判断index是否有效
        if (index < 0 || index >= size) {
            return -1;
        }
        ListNode cur = this.head;
        //判断是哪一边遍历时间更短
        if (index >= size / 2) {
            //tail开始
            cur = tail;
            for (int i = 0; i < size - index; i++) {
                cur = cur.prev;
            }
        } else {
            for (int i = 0; i <= index; i++) {
                cur = cur.next;
            }
        }
        return cur.val;
    }

    public void addAtHead(int val) {
        //等价于在第0个元素前添加
        addAtIndex(0, val);
    }

    public void addAtTail(int val) {
        //等价于在最后一个元素(null)前添加
        addAtIndex(size, val);
    }

    public void addAtIndex(int index, int val) {
        //index大于链表长度
        if (index > size) {
            return;
        }
        //index小于0
        if (index < 0) {
            index = 0;
        }
        size++;
        //找到前驱
        ListNode pre = this.head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pre = pre.next;
        }
        //新建结点
        ListNode newNode = new ListNode(val);
        newNode.next = pre.next;
        pre.next.prev = newNode;
        newNode.prev = pre;
        pre.next = newNode;

    }

    public void deleteAtIndex(int index) {
        //判断索引是否有效
        if (index < 0 || index >= size) {
            return;
        }
        //删除操作
        size--;
        ListNode pre = this.head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pre = pre.next;
        }
        pre.next.next.prev = pre;
        pre.next = pre.next.next;
    }
}

0206_反转链表

/**
 * 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 Solution0206 {//双指针，时间复杂度: O(n)、空间复杂度: O(1)
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode prev = null;
        ListNode cur = head;
        ListNode temp = null;
        while (cur != null) {
            temp = cur.next;// 保存下一个节点
            cur.next = prev;
            prev = cur;
            cur = temp;
        }
        return prev;
    }
}


class Solution0206_2 {//递归，时间复杂度: O(n)、空间复杂度: O(n)
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        return reverse(null, head);
    }

    private ListNode reverse(ListNode prev, ListNode cur) {
        if (cur == null) {
            return prev;
        }
        ListNode temp = null;
        temp = cur.next;// 先保存下一个节点
        cur.next = prev;// 反转
        // 更新prev、cur位置
        // prev = cur;
        // cur = temp;
        return reverse(cur, temp);
    }
}

原文地址:https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/137403246 本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：https://www.suanlizi.com/kf/1776639525045538816.html 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系《酸梨子》网邮箱：1419361763@qq.com进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

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