leetcode-链表篇

leetcode-707

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：使用listnode实现这个链表类，记得addindex时，边界情况可以使用addhead和addtail节省很多操作

class MyLinkedList {
    ListNode* head;
    ListNode* tail;
    int _size;

public:
    MyLinkedList() {
        head = tail = nullptr;
        _size = 0;
    }

    int get(int index) {
        if (index > _size) {
            return -1;
        }
        auto node = head;
        while (--index > -1 && node) {
            node = node->next;
        }
        return node ? node->val : -1;
    }

    void addAtHead(int val) {
        if (head == nullptr) {
            head = new ListNode(val);
            head->next = nullptr;
            tail = head;
            ++_size;
            return;
        }
        auto node = new ListNode(val);
        node->next = head;
        head = node;
        ++_size;
    }

    void addAtTail(int val) {
        if (head == nullptr) {
            addAtHead(val);
            return;
        }
        auto node = new ListNode(val);
        tail->next = node;
        node->next = nullptr;
        tail = node;
        ++_size;
    }

    void addAtIndex(int index, int val) {
        if (index > _size) {
            return;
        } else if (index == 0) {
            addAtHead(val);
            return;
        } else if (index == _size) {
            addAtTail(val);
            return;
        }

        auto pre = new ListNode(-1);
        pre->next = head;
        auto temp = pre;
        while (--index > -1 && temp) {
            temp = temp->next;
        }

        auto next = temp->next;
        temp->next = new ListNode(val);
        temp->next->next = next;
        head = pre->next;
        ++_size;
    }

    void deleteAtIndex(int index) {
        if (index >= _size) {
            return;
        }
        auto pre = new ListNode(-1);
        pre->next = head;
        auto temp = pre;
        while (--index > -1 && temp) {
            temp = temp->next;
        }
        if (_size == 1) {
            head = tail = nullptr;
            --_size;
            return;
        }

        auto next = temp->next->next;
        temp->next = next;
        if (!next) {
            tail = temp;
        }
        head = pre->next;
        --_size;
    }
};

/**
 * 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);
 */

leetcode-203

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：使用一个前置指针即可解决边界问题

迭代方式实现并不难，难的是如何递归实现。

基本链表类的递归都可以用以下模板：

if(!head || !head->next) {
    return head
}
head->next = circle(head->next);
if(xxxx) {
    .....
}
return head;

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        // if(!head) {
        //     return head;
        // }

        // auto pre = new ListNode(-1);
        // pre->next = head;
        // auto node = pre;
        // while(node && node->next) {
        //     auto next = node->next;
        //     if(next->val == val) {
        //         auto tail = next->next;
        //         node->next = tail;
        //     } else {
        //         node = node->next;
        //     }
        // }
        // return pre->next;


        if(!head) {
            return head;
        }
        head->next = removeElements(head->next, val);
        return head->val == val ? head->next : head;

    }
};

leetcode-19

给你一个链表，删除链表的倒数第 n 个结点，并且返回链表的头结点。

示例 1：

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

示例 2：

输入：head = [1], n = 1
输出：[]

示例 3：

输入：head = [1,2], n = 1
输出：[1]

提示：

• 链表中结点的数目为 sz
• 1 <= sz <= 30
• 0 <= Node.val <= 100
• 1 <= n <= sz

进阶：你能尝试使用一趟扫描实现吗？

思路：快慢指针，快指针走到末尾，说明慢指针就走到了要删除的节点

需要注意的是边界条件的判断

想一下递归怎么实现

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int count = 0;
    ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
        // if(!head) {
        //     return head;
        // }
        // ListNode *pre = new ListNode(-1);
        // pre->next = head;
        // auto first = pre;
        // auto second = pre;
        // while(n--) {
        //     second = second->next;
        // }
        // while(second->next) {
        //     first = first->next;
        //     second = second->next;
        // }
        // if(first && first->next) {
        //     auto next = first->next->next;
        //     first->next = next;
        // }
        // return pre->next;

        if(!head) {
            return head;
        }
        if(n == 0) {
            return head->next;
        }
        head->next = removeNthFromEnd(head->next, n);
        ++count;
        return n == count ? head->next : head;
    }
};

leetcode-83

给定一个已排序的链表的头 head ， 删除所有重复的元素，使每个元素只出现一次 。返回 已排序的链表 。

示例 1：

输入：head = [1,1,2]
输出：[1,2]

示例 2：

输入：head = [1,1,2,3,3]
输出：[1,2,3]

提示：

• 链表中节点数目在范围 [0, 300] 内
• -100 <= Node.val <= 100
• 题目数据保证链表已经按升序 排列

思路：判断下一节点值是否和当前节点值一样，决定是next还是next->next

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:

    ListNode* deleteDuplicates(ListNode* head) {
        if(!head || !head->next) {
            return head;
        }
        // auto pre = head;
        // while(head) {
        //     if(head->next && head->val == head->next->val) {
        //         auto next = head->next->next;
        //         head->next = next;
        //     } else {
        //         head = head->next;
        //     }
        // }
        // return pre;
        
        head->next = deleteDuplicates(head->next);
        if(head->val == head->next->val) {
            return head->next;
        }
        return head;
    }
};

leetcode-82

给定一个已排序的链表的头 head ， 删除原始链表中所有重复数字的节点，只留下不同的数字 。返回 已排序的链表 。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,3,4,4,5]
输出：[1,2,5]

示例 2：

输入：head = [1,1,1,2,3]
输出：[2,3]

提示：

• 链表中节点数目在范围 [0, 300] 内
• -100 <= Node.val <= 100
• 题目数据保证链表已经按升序 排列

思路：这题比上一题难得是，删除所有重复节点

所以在if满足条件后，next多走一步就好

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* deleteDuplicates(ListNode* head) {
        if (!head || head->next == nullptr) {
            return head;
        }
        // auto pre = new ListNode(-101);
        // pre->next = head;
        // auto first = pre;
        // auto second = head;
        // while(first && second) {
        //     if(second->next && second->next->val == second->val) {
        //         while (second && second->next && second->next->val ==
        //         second->val) {
        //             auto next = second->next;
        //             second->next = next->next;
        //         }
        //         if(!second) {
        //             break;
        //         }
        //         auto next = second->next;
        //         second = next;
        //         first->next = second;
        //     } else {
        //         first = first->next;
        //         second = second->next;
        //     }
        // }
        // return pre->next;

        if (head->next && head->val == head->next->val) {
            while (head->next && head->val == head->next->val) {
                head = head->next;
            }
            return deleteDuplicates(head->next);
        } else {
            head->next =deleteDuplicates(head->next);
            return head;
        }
    }
};