1讯泣、翻轉(zhuǎn)鏈表
方法一:使用棧
public void solution(Node head){
Stack stack=new Stack<>();
while(head!=null){
stack.push(head);
head=head.next;
}
if(stack.pop()==null) return null;
Node node=stack.pop();
Node dummy=node;
while(stack.isEmpty()){
Node tempNode=stack.pop();
node.next=tempNode;
node=tempNode;
}
node.next=null;
return dummy;
}
解析:
先將鏈表的所有節(jié)點(diǎn)放入棧中并炮,彈出第一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為新的頭節(jié)點(diǎn)鞠值,將彈出的剩下節(jié)點(diǎn)依次接到后面(第三個(gè)while循環(huán)臨時(shí)節(jié)點(diǎn)tempNode
和當(dāng)前節(jié)點(diǎn)node
交替賦值矿辽,直到取出棧中所有節(jié)點(diǎn))node.next=tempNode
將取出的臨時(shí)節(jié)點(diǎn)依次掛載到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的后面钉赁,當(dāng)取出棧中最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)需要斷掉依賴(否則會(huì)形成雙鏈)node.next=null
方法二:使用雙鏈表
public void solution(Node head){
Node newHead=null;
while(head!=null){
Node temp=head.next;
head.next=newHead;
newHead=head;
head=temp;
}
return newHead;
}
解析:
其實(shí)就是將原鏈表的節(jié)點(diǎn)依次摘掉蹄殃,形成一條新鏈表。每次摘掉的節(jié)點(diǎn)作為新鏈表的頭節(jié)點(diǎn)(摘掉的節(jié)點(diǎn)接到新鏈表的前面)你踩,臨時(shí)節(jié)點(diǎn)temp
和當(dāng)前節(jié)點(diǎn)head
交替賦值就能取出全部節(jié)點(diǎn)诅岩,head.next=newhead
將每次取出的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)接在新鏈表最前面讳苦,newHead=head
更新新鏈表頭節(jié)點(diǎn)
兩種方法的區(qū)別:
棧解決 在放入棧中再取出節(jié)點(diǎn)這個(gè)過(guò)程中重新取出的節(jié)點(diǎn) 順序?qū)嶋H已經(jīng)被倒置 所以只需要按照鏈表添加方法那樣依次將取出節(jié)點(diǎn)接到后面即可
雙鏈表解決 將原鏈表節(jié)點(diǎn)依次摘掉,摘掉的節(jié)點(diǎn)依次接到新鏈表前面
方法三:使用遞歸
public Node<E> reverseList(Node head){
if(head==null||head.next==null) return head;
Node<E> newHead=reverseList(head.next);
head.next.next=head;
head.next=null;
return newHead;
}
解析:
reverseList(head.next)
進(jìn)行遞歸調(diào)用吩谦,一直取到鏈表最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)跳出遞歸鸳谜,返回的是原鏈表最后一個(gè)節(jié)點(diǎn),用來(lái)作為新鏈表的頭節(jié)點(diǎn)newHead
式廷,每次遞歸結(jié)束的返回值都是newHead
咐扭。head.next.next=head
每次取出的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)指向當(dāng)前節(jié)點(diǎn),head.next=null
每次取出的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)變?yōu)閚ull
2滑废、翻轉(zhuǎn)部分鏈表
將一個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)為 size 鏈表 m 位置到 n 位置之間的區(qū)間反轉(zhuǎn)蝗肪,要求時(shí)間復(fù)雜度 O(n)O(n),空間復(fù)雜度 O(1)O(1)
public Node<E> reverseList(Node<E> node,int m,int n){
Node<E> preHead=node(-1);
preHead.next=head;
NOde<E> pre=preHead;
for (int i=0;i<m-1;i++) {
//pre指向修改區(qū)域前一個(gè)節(jié)點(diǎn)
pre=preHead.next;
}
//保存前繼節(jié)點(diǎn)
Node<E> preHead=pre;
//翻轉(zhuǎn)鏈表的頭節(jié)點(diǎn)
Node<E> cur=preHead.next;
int i=0;
//while(m<=n)
while(i<n-m+1){
//保留下一個(gè)節(jié)點(diǎn)
Node<E> temp=cur.next;
//原鏈表摘掉的節(jié)點(diǎn)連接新鏈表頭節(jié)點(diǎn)
cur.next=pre;
//更新新鏈表頭節(jié)點(diǎn)
pre=cur;
//更新原鏈表下次需要摘掉的節(jié)點(diǎn)
cur=temp;
i++;
}
//鏈接后面
preHead.next.next=cur;
//鏈接前面
prehead.next=pre;
return newHead.next;
}
解析:
先找到需要翻轉(zhuǎn)區(qū)域的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)pre
作為新鏈表的頭節(jié)點(diǎn)preHead
,然后按照雙鏈表翻轉(zhuǎn)的思路求解蠕趁,最后需要處理好翻轉(zhuǎn)完成后首尾節(jié)點(diǎn)的鏈接
3薛闪、鏈表中的節(jié)點(diǎn)每K個(gè)一組翻轉(zhuǎn)
將給出的鏈表中的節(jié)點(diǎn)每 k 個(gè)一組翻轉(zhuǎn),返回翻轉(zhuǎn)后的鏈表
如果鏈表中的節(jié)點(diǎn)數(shù)不是 k 的倍數(shù)俺陋,將最后剩下的節(jié)點(diǎn)保持原樣
public static Node<E> iteratively(Node<E> head,int k){
if(head==null&&head.next==null&&k<=1) return head;
Node<E> dummy=node(-1);
dummy.next=head;
//前繼節(jié)點(diǎn)
Node<E> prev=dummy;
Node<E> start=dummy.next;
Node<E> end=dummy.next;
while(pre!=null){
//找到本組最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)
for(int i=0;i<k-1&&end!=null;i++) end=end.next;
//不足一組豁延,直接返回結(jié)果
if(end==null) break;
//緩存本組后繼節(jié)點(diǎn)
Node<E> follow=end.next;
//斷掉下一組的連接
end.next=null;
//反轉(zhuǎn)后start指針指向本組最后一個(gè)節(jié)點(diǎn),end指針指向頭節(jié)點(diǎn)
//reverse返回新鏈表頭節(jié)點(diǎn)
prev.next=reverse(start);
//重新連接
start.next=follow;
//更新前繼節(jié)點(diǎn)
prev=start;
}
}
public static Node<E> reverse(Node<E> head){
Node<E> cur=head;
Node<E> newHead=null;
while(head.next!=null){
//緩存下一個(gè)節(jié)點(diǎn)
Noede<E> temp=cur.next;
//摘掉原鏈表的節(jié)點(diǎn)連接到新鏈表的最前面作為頭節(jié)點(diǎn)
cur.next=newHead;
//更新新鏈表
newHead=cur;
//更新原鏈表頭節(jié)點(diǎn)
cur=temp;
}
return newHead;
}
解析:
需要用到四個(gè)指針
prev
前繼節(jié)點(diǎn) 指向每K組節(jié)點(diǎn)鏈表的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)
follow
后繼節(jié)點(diǎn) 指向每K組節(jié)點(diǎn)鏈表的后一個(gè)節(jié)點(diǎn)
start
開(kāi)始節(jié)點(diǎn):翻轉(zhuǎn)前指向頭節(jié)點(diǎn),翻轉(zhuǎn)后頭節(jié)點(diǎn)變?yōu)槲补?jié)點(diǎn)倔韭,start
隨即改變指向?yàn)槲补?jié)點(diǎn)术浪,此時(shí)利用start
鏈接后繼節(jié)點(diǎn),利用start
更新前繼節(jié)點(diǎn)
end
結(jié)束節(jié)點(diǎn):翻轉(zhuǎn)前指向尾節(jié)點(diǎn)寿酌,利用其斷掉下一組的連接胰苏,翻轉(zhuǎn)后隨即指向開(kāi)始節(jié)點(diǎn)
4、合并兩個(gè)排序的鏈表
輸入兩個(gè)遞增的鏈表醇疼,單個(gè)鏈表的長(zhǎng)度為n硕并,合并這兩個(gè)鏈表并使新鏈表中的節(jié)點(diǎn)仍然是遞增排序的
方法一:直接求解
public static Node<E> mergeList(Node<E> h1,Node<E> h2){
Node<E> dummy=node(-1);
Node<E> cur=dummy;
while(h1!=null&||h2!=null){
if(h1.val<=h2.val){
cur.next=h1;
h1=h1.next;
}else{
cur.next=h2;
h2=h2.next;
}
//更新新鏈表尾節(jié)點(diǎn)
cur=cur.next;
}
//新鏈表尾節(jié)點(diǎn)連接沒(méi)有比較完的鏈表
cur.next=(h1==null?h2:h1);
return dummy;
}
解析:
合并遞增判斷出需要節(jié)點(diǎn)間比較,讓指針不斷移動(dòng)指向每次比較后的新節(jié)點(diǎn)秧荆,再連接成串形成新鏈表
需要用到三個(gè)指針
cur
開(kāi)始指向虛擬節(jié)點(diǎn)倔毙,指向每次比較結(jié)果節(jié)點(diǎn)值小的節(jié)點(diǎn)
h1
開(kāi)始指向鏈表頭節(jié)點(diǎn),若比較后是較小節(jié)點(diǎn)乙濒,則向后一節(jié)點(diǎn)移動(dòng)
h2
開(kāi)始指向鏈表頭節(jié)點(diǎn)陕赃,若比較后是較小節(jié)點(diǎn),則向后一節(jié)點(diǎn)移動(dòng)
方法二:直接求解基礎(chǔ)上采用遞歸方法
public class Solution {
public Node<E> Merge(Node<E> h1,Node<E> h2) {
// list1 list2為空的情況
i(h1!=null || h2!=null){
return h1 != null ? h1 : h2;
}
// 兩個(gè)鏈表元素依次對(duì)比
if(h1.val <= h2.val){
h1.next = Merge(h1.next, h2);
return h1;
}else{
h2.next = Merge(h1, h2.next);
return h2;
}
}
}
解析:
根據(jù)返回結(jié)果逆推颁股,merge
返回的是新的遞增鏈表么库,比較后的較小節(jié)點(diǎn)連接新的遞增鏈表,返回當(dāng)前較小節(jié)點(diǎn)
5甘有、合并K個(gè)已排序的鏈表
合并 k 個(gè)升序的鏈表并將結(jié)果作為一個(gè)升序的鏈表返回其頭節(jié)點(diǎn)
優(yōu)先隊(duì)列
public Node<E> mergeList(ArrayList<Node<E>> lists){
if(lists==null||lists.size()==0){
return null;
}
PriorityQueue queue=new PriorityQueue(lists.size(),comparator.omparingInt(o->o.val));
//將各鏈表頭節(jié)點(diǎn)放入隊(duì)列
for(Node<E> node:lists){
queue.offer(node);
}
Node<E> dummy=node(-1);
Node<E> cur=dummy;
while(queue.isEmpty()){
//彈出最小節(jié)點(diǎn)
Node<E> node=queue.poll();
//新鏈表尾節(jié)點(diǎn)連接最小節(jié)點(diǎn)
cur.next=node;
//更新尾節(jié)點(diǎn)指針诉儒,重新指向尾節(jié)點(diǎn)
cur=cur.next;
將彈出節(jié)點(diǎn)的鏈表的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)加入隊(duì)列
if(node.next!=null){
queue.offer(node.next);
}
}
}
return dummy;
}
6、判斷鏈表中是否有環(huán)
判斷給定的鏈表中是否有環(huán)亏掀。如果有環(huán)則返回true忱反,否則返回false
//速度必須設(shè)為1和2或1和2的倍數(shù),設(shè)為1和3可能不會(huì)相遇
public boolean hasCycle(Node head){
//鏈表不存在或者只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)的話都返回null
if(head==null||head.next==null) return null;
Node slow=head;
//若一開(kāi)始指向同一位置泛释,則在開(kāi)始時(shí)就會(huì)相遇,后面做條件判斷會(huì)很麻煩
Node fast=head.next;
while(fast!=null&&fast.next!=null){
//若存在環(huán)最終會(huì)相遇
if(slow==fast) return true;
slow=slow.next;
fast=fast.next.next;
}
return false;
}
解析:
需要用到兩個(gè)指針温算,相遇時(shí)指向同一節(jié)點(diǎn)
slow
移動(dòng)速度為1
fast
移動(dòng)速度為2
7怜校、鏈表中環(huán)的入口結(jié)點(diǎn)
給一個(gè)長(zhǎng)度為n鏈表,若其中包含環(huán)米者,請(qǐng)找出該鏈表的環(huán)的入口結(jié)點(diǎn)韭畸,否則,返回null
方法一:hash法
public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead) {
// 使用set來(lái)記錄出現(xiàn)的結(jié)點(diǎn)
HashSet<ListNode> set = new HashSet<>();
while(pHead != null){
// 當(dāng)set中包含結(jié)點(diǎn)蔓搞,說(shuō)明第一次出現(xiàn)重復(fù)的結(jié)點(diǎn),即環(huán)的入口結(jié)點(diǎn)
if(set.contains(pHead)){
return pHead;
}
// set中加入未重復(fù)的結(jié)點(diǎn)
set.add(pHead);
pHead = pHead.next;
}
return null;
}
解析:
使用set或map集合存儲(chǔ)走過(guò)的節(jié)點(diǎn)随橘,當(dāng)下一次存進(jìn)來(lái)已經(jīng)保存過(guò)的節(jié)點(diǎn)時(shí)喂分,該節(jié)點(diǎn)即是入口節(jié)點(diǎn)
方法二:使用快慢指針
public class Solution {
public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead)
{
ListNode fast=pHead;
ListNode slow=pHead;
while(fast!=null&&fast.next!=null){
fast=fast.next.next;
slow=slow.next;
if(fast==slow)
break;
}
if(fast==null||fast.next==null)
return null;
// while(slow!=fast){
// if(fast==null||fast.next==null){
// return null;
// }
// slow=slow.next;
// fast=fast.next.next;
// }
low=pHead;
while(fast!=slow){
fast=fast.next;
slow=slow.next;
}
return slow;
}
}
解析:
首先找到相遇節(jié)點(diǎn),此時(shí)slow
和fast
都指向相遇節(jié)點(diǎn)
然后讓slow
回到起點(diǎn)机蔗,此時(shí)fast
未作變動(dòng)仍然指向相遇節(jié)點(diǎn)
使fast和low以相同速度出發(fā)蒲祈,根據(jù)推理fast
和slow
必定會(huì)在入口節(jié)點(diǎn)相遇,所以當(dāng)指向向同一節(jié)點(diǎn)時(shí)此節(jié)點(diǎn)即為入口節(jié)點(diǎn)
8萝嘁、鏈表中倒數(shù)最后k個(gè)結(jié)點(diǎn)
輸入一個(gè)長(zhǎng)度為 n 的鏈表梆掸,設(shè)鏈表中的元素的值為 ai ,返回該鏈表中倒數(shù)第k個(gè)節(jié)點(diǎn)牙言。
如果該鏈表長(zhǎng)度小于k酸钦,請(qǐng)返回一個(gè)長(zhǎng)度為 0 的鏈表
方法一:使用快慢指針
public class Solution {
public ListNode FindKthToTail (ListNode pHead, int k) {
ListNode fast = pHead;
ListNode slow = pHead;
//快指針先行k步
for(int i = 0; i < k; i++){
if(fast != null)
fast = fast.next;
//達(dá)不到k步說(shuō)明鏈表過(guò)短,沒(méi)有倒數(shù)k
else
return slow = null;
}
//快慢指針同步咱枉,快指針先到底卑硫,慢指針指向倒數(shù)第k個(gè)
while(fast != null){
fast = fast.next;
slow = slow.next;
}
return slow;
}
}
解析:
1、準(zhǔn)備慢指針指向原始鏈表頭
2蚕断、準(zhǔn)備一個(gè)快指針欢伏,從鏈表頭開(kāi)始,在鏈表上先走k步
3亿乳、快慢指針?lè)謩e從各自的當(dāng)前位置同步移動(dòng)硝拧,則他們距離始終保持為K,當(dāng)快指針到達(dá)尾部的時(shí)候葛假,慢指針正好到了倒數(shù)k個(gè)元素的位置
方法二:直接求解
public class Solution {
public ListNode FindKthToTail (ListNode pHead, int k) {
int n = 0;
ListNode p = pHead;
//遍歷鏈表障陶,統(tǒng)計(jì)鏈表長(zhǎng)度
while(p != null){
n++;
p = p.next;
}
//長(zhǎng)度過(guò)小,返回空鏈表
if(n < k)
return null;
p = pHead;
//遍歷n-k次
for(int i = 0; i < n - k; i++)
p = p.next;
return p;
}
}
解析:
1桐款、可以先遍歷一次鏈表找到鏈表的長(zhǎng)度咸这。
2、然后比較鏈表長(zhǎng)度是否比k小魔眨,如果比k小返回一個(gè)空節(jié)點(diǎn)媳维。
3酿雪、如果鏈表足夠長(zhǎng),則我們從頭節(jié)點(diǎn)往后遍歷n?k次即可找到所求
9侄刽、刪除鏈表的倒數(shù)第n個(gè)節(jié)點(diǎn)
public Node removeNthTail(Node head,int n){
//引入頭節(jié)點(diǎn):讓刪除head與其他情況一樣
Node dummy=Node(-1);
dummy.next=head;
Node slow=dummy;
Node fast=dummy;
//fast移動(dòng)至待刪除節(jié)點(diǎn)的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)處
while(n>-1){
fast=fast.next;
n--;
}
while(fast!=null){
fast=fast.next;
slow=slow.next;
}
//此時(shí)fas指向null,slow指向待刪除節(jié)點(diǎn)前一個(gè)
slow.next=slow.next.next;
return dummy.next;
}
解析:
刪除倒數(shù)第n個(gè)節(jié)點(diǎn)指黎,需要slow
指向倒數(shù)第n+1個(gè)節(jié)點(diǎn)
考慮到可能刪除頭節(jié)點(diǎn),為使刪除頭節(jié)點(diǎn)和其他節(jié)點(diǎn)情況一致州丹,因此引入虛擬頭節(jié)點(diǎn)
slow
指向虛擬頭節(jié)點(diǎn)
fast
移動(dòng)n+1位
兩者同時(shí)移動(dòng)醋安,fast
先到達(dá)末尾,當(dāng)fast
指向null時(shí)則slow指向倒數(shù)n+1個(gè)節(jié)點(diǎn)
10墓毒、兩個(gè)鏈表中的第一個(gè)公共節(jié)點(diǎn)
輸入兩個(gè)無(wú)環(huán)的單向鏈表吓揪,找出它們的第一個(gè)公共結(jié)點(diǎn),如果沒(méi)有公共節(jié)點(diǎn)則返回空
public Node<E> findFirstCommonNode(Node<E> h1,Node<> h2){
Node<E> p1=h1;
Node<E> p2=h2;
while(p1==p2){
p1=(p1.next==null?h2:p1.next);
p2=(p2.next==null?h1:p2.next);
}
return p1;
}
解析:
由圖示分析可知當(dāng)所走路程相同時(shí)會(huì)相遇所计,p1
柠辞、p2
同時(shí)向后移動(dòng)一個(gè)節(jié)點(diǎn),當(dāng)移動(dòng)至鏈表尾節(jié)點(diǎn)時(shí)主胧,分別從另一鏈表節(jié)點(diǎn)開(kāi)始移動(dòng)叭首,走到公共節(jié)點(diǎn)時(shí)所移動(dòng)路程剛好相同
11、單鏈表排序
給定一個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)為n的無(wú)序單鏈表踪栋,對(duì)其按升序排序
方法一:使用數(shù)組
public class Solution {
public ListNode sortInList (ListNode head) {
if(head == null || head.next == null)
return head;
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
ListNode tmp = head;
while(tmp != null){
list.add(tmp.val);
tmp = tmp.next;
}
//數(shù)組遞增排序
list.sort((a,b)->{return a-b;});
ListNode temp = head;
int i = 0;
while(temp != null){
//直接修改鏈表的值(此時(shí)數(shù)組中元素經(jīng)過(guò)之前的排序后是遞增的)
temp.val = list.get(i++);
temp = temp.next;
}
return head;
}
}
解析:
將鏈表所有節(jié)點(diǎn)的值都放入數(shù)組中焙格,調(diào)用數(shù)組官方提供的排序方法將所有值排好序。再將數(shù)組中所有值取出賦值給鏈表
方法二:歸并(分治)
public Node listSort(Node head){
if(head==null||head.next==null) return head;
Node slow=head;
Node fast=head.next;
//快慢指針找到中點(diǎn)
if(fast!=null || fast.next!=null){
slow=slow.next;
fast=fast.next.next;
}
//找到右半部分起始節(jié)點(diǎn)
right=slow.next;
//斷開(kāi)與右半部分的鏈接夷都,使其一分為二
slow.next=null;
left=listSort(head);
right=listSort(right);
//下面是合并部分
Node tail=Node(-1);
Node res=tail;
while(left!=null&&right!=null){
if(left.val<right.val){
tail.next=left;
left=left.next;
}else{
tail.next=right;
right=right.next;
}
tail=tail.next;
}
tail.next=left.next==null?right:left;
return res.next;
}
解析:
利用了歸并排序算法眷唉,歸并排序里面是數(shù)組可以直接利用索引,而鏈表需要利用指針
歸并排序:
void msort(int[] arr,int[] tempArr,int left,int right){
// 0 1 2
// (0,1) (2,2)X
if(left<right){
int mid=(left+right)/2;
//從上到下损肛,從左到右
msort(arr,tempArr,left,mid); (0,1)
msort(arr,tempArr,mid+1,right); (2,2)
//從下到上厢破,從左到右
merge(arr,tempArr,left,mid,right); (0,1,2)
}
}
void merge(int[] arr,int[] tempArr,int left,int mid,int right){
//左邊數(shù)組起點(diǎn)下標(biāo)
int lp=left;
//右邊數(shù)組起點(diǎn)下標(biāo)
int rp=mid+1;
//臨時(shí)數(shù)組下標(biāo)
int pos=left;
while(lp<=mid&&rp<=right){
if(lp<=rp){
tempArr[pos++]=arr[lp++];
}else{
tempArr[pos++]=arr[rp++];
}
}
//合并過(guò)程中不斷排序,臨時(shí)數(shù)組會(huì)不斷重拍
while(lp<=mid){
temp[pos++]=arr[lp++];
}
while(rp<=right){
temp[pos++]=arr[rp++];
}
//最后一次合并后排序的結(jié)果為最終結(jié)果
while(left<=right){
arr[left++]=tempArr[left++];
}
}