中等难度-链表

  • 来源于leetcode题库2,19,142,148
  • 链表问题一般可用快慢指针解决
  • 子串问题一般用滑动窗口解决

2.两数相加

  • 题目描述:
    • 给出两个 非空 的链表用来表示两个非负的整数。其中,它们各自的位数是按照 逆序 的方式存储的,并且它们的每个节点只能存储 一位 数字。
    • 如果,我们将这两个数相加起来,则会返回一个新的链表来表示它们的和。
    • 您可以假设除了数字 0 之外,这两个数都不会以 0 开头。
  • 示例:

输入:(2 -> 4 -> 3) + (5 -> 6 -> 4)
输出:7 -> 0 -> 8
原因:342 + 465 = 807

  • 题解:
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None
#该解法代码风格抄自本题题解区大佬"梦之痕",如有侵权,烦请联系删除
class Solution:
    def addTwoNumbers(self, l1: ListNode, l2: ListNode) -> ListNode:
        dummy = p = ListNode(None)
        s = 0
        #l1或l2不为空或s不等于0
        while l1 or l2 or s:
            #简写形式,因为是逆序,所以链表的首位是个位
            s += (l1.val if l1 else 0) + (l2.val if l2 else 0)
            #个位数的和对10取余,得到相加后链表对个位数放入链表
            p.next = ListNode(s % 10)
            #链表后移到下一个节点
            p = p.next
            #个位数对和对10整除,得到需要进位的数
            s //= 10
            #两个相加的链表也移动到下一个节点,对下一位进行相加
            l1 = l1.next if l1 else None
            l2 = l2.next if l2 else None
        #返回队首的节点
        return dummy.next

19.删除链表的倒数第n个节点

  • 题目描述:
    • 给定一个链表,删除链表的倒数第 n 个节点,并且返回链表的头结点。
  • 示例:

给定一个链表: 1->2->3->4->5, 和 n = 2.
当删除了倒数第二个节点后,链表变为 1->2->3->5.

  • 题解:
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def removeNthFromEnd(self, head: ListNode, n: int) -> ListNode:
        '''
        使用双指针的解法
        快指针先走n步,然后快慢指针同时向前移动
        如果快指针的后续节点为空,则慢指针已经到达被删除节点的前置节点
        '''
        if not head:
            return head
        slownode = ListNode(None)
        slownode.next = head
        fastnode = slownode
        #快指针先走n步
        for i in range(n):
            fastnode = fastnode.next
        while(fastnode.next != None):
            slownode = slownode.next
            fastnode = fastnode.next
        if slownode.next == head:
            head = head.next
        else:
            slownode.next = slownode.next.next
        return head

142.环形链表二

  • 题目描述

    • 给定一个链表,返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环,则返回 null。
      为了表示给定链表中的环,我们使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置(索引从 0 开始)。 如果 pos 是 -1,则在该链表中没有环。
  • 示例


    image.png
  • 题解

  • 题解来源于题解区大佬Krahets,如有侵扰烦请联系删除

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def detectCycle(self, head: ListNode) -> ListNode:
        '''
        1.fast,slow指向head,fast走2步,slow走1步,fast是slow的2倍
        2.第一次相遇:
            2.1 fast走过链表末端,则没有环
            2.2 fast == slow 第一次相遇,假如有a+b个节点,头部为a个,环内为b个,
                两指针分别走了f,s步
                fast走的是slow的2倍,f=2s
                fast比slow多走了n个环的长度,f=s+nb
                可得f=2nb , s=nb ,即fast,slow分别走了2n,n个环的周长
                指针从头部走到入口节点的所有步数情况为k=a+nb
                slow走了nb部,只要再走a步就能到入口
                链表头部与slow同步走a步就可以一起到入口节点
        3.第二次相遇
            3.1 slow位置不变,fast重新指向链表头部,fast与slow同时每轮走1步
                此时f=0 s=nb
            3.1 fast走到f=a时,slow为s=a+nb,此时指针重合并指向入口
        '''
        #初始双指针
        fast, slow = head, head
        #第一次相遇
        while True:
            if not (fast and fast.next): 
                return
            #快指针走2步,慢指针走1步
            fast, slow = fast.next.next, slow.next
            if fast == slow: 
                break
        #第二次相遇
        fast = head
        while fast != slow:
            fast, slow = fast.next, slow.next
        #返回入口位置
        return fast


148 排序链表

  • 题目描述
    • 在 O(n log n) 时间复杂度和常数级空间复杂度下,对链表进行排序。
  • 示例

输入: 4->2->1->3
输出: 1->2->3->4

  • 题解
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def sortList(self, head: ListNode) -> ListNode:
        # 递归法,空间复杂度不为常数不达标
        if not head or not head.next:
            return head
        slow,fast = head,head.next
        while fast and fast.next:
            fast,slow = fast.next.next,slow.next
        mid,slow.next = slow.next,None
        left,right = self.sortList(head),self.sortList(mid)
        h = res = ListNode(0)
        while left and right:
            if left.val < right.val:
                h.next,left = left,left.next
            else:
                h.next,right = right,right.next
            h = h.next
        h.next = left if left else right
        return res.next
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