代码随想录算法训练营day3 | 题目203、题目 707、题目 206

题目一描述

203. 移除链表元素

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：

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, 10<sup>4</sup>] 内
• 1 <= Node.val <= 50
• 0 <= val <= 50

解题思路

比较初级的链表，注意while循环的条件

代码实现

方法一：

/**
 * 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 Solution {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
        if (head == null){
            return null;
        }
        ListNode dummyHead = new ListNode(-1, head);
        ListNode Pnode = new ListNode();
        Pnode.next = dummyHead;
        while(Pnode.next!=null){
            if(Pnode.next.val == val){
                Pnode.next = Pnode.next.next;
            }else{
                Pnode = Pnode.next;
            }
        }
        return dummyHead.next;
    }
}

技巧总结

学会虚拟头节点的初始化

题目二描述

707. 设计链表

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 。

解题思路

第一次遇到这样的题，复习了类的定义和初始化了

代码实现

方法一：

class MyLinkedList {

    int size;
    ListNode head;

    public MyLinkedList() {
        head = new ListNode(0); //手动加了一个头结点，这个指针始终指向第一个结点，并且不会移动，也不计入size
    }

    public int get(int index) {
        if (size <= index)
            return -1;

        ListNode res = head;
        for (int i = 0; i <= index; i++) {
            res = res.next;
        }
        return res.val;
    }

    public void addAtHead(int val) {
        ListNode res = new ListNode(val, head.next);
        head.next = res;
        size++;    
    }

    public void addAtTail(int val) {
        ListNode tail = new ListNode(val);
        ListNode temp = head;
        while (temp.next != null) {
            temp = temp.next;
        }
        temp.next = tail;
        size++;    
    }

    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if(index > size) return;
        else if (index <= size) {
            ListNode dummy = head;
            ListNode res = new ListNode(val);
            for (int i = 0; i < index; i++) {
                dummy = dummy.next;
            }
            res.next = dummy.next;
            dummy.next = res;
            size++;
        }

    }

    public void deleteAtIndex(int index) {
        if(index >= size) return;
        else if (index < size) {
            ListNode dummy = head;
            for (int i = 0; i < index; i++) {  //  注意这里的循环次数，最好画图示意一下
                dummy = dummy.next;
            }
            dummy.next = dummy.next.next;
            size--;
        }
    }
}

技巧总结

注意for (int i = 0; i < index; i++) {}会执行index次

题目三描述

206. 反转链表

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。

示例 1：

示例一

输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[5,4,3,2,1]

示例 2：

输入：head = [1,2]
输出：[2,1]

示例 3：

输入：head = []
输出：[]

提示：

• 链表中节点的数目范围是 [0, 5000]
• -5000 <= Node.val <= 5000

进阶：链表可以选用迭代或递归方式完成反转。你能否用两种方法解决这道题？

解题思路

反转链表，迭代有两种解法，递归一种解法

1. 12345，1指向3，2指向1，1指向4，3指向2，需要储存每次的头节点
2. 12345，1指向null，2指向1，3指向2，需要储存每次的移动到下次的节点（不容易出错）
3. 递归，递归的条件有三
   总问题可以分解成两个子问题
   子问题的解法和总问题一样
   存在最小子问题
   先递后归，先入栈，再单元操作

代码实现

方法一（自己写的）：

// 顺着思路容易想到这种，但是还是记住第二种吧。
class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if(head==null) return null;
        ListNode fast = new ListNode(0);
        ListNode slow = new ListNode(0);
        fast = head;
        slow = head;   // 初始化

        while(slow.next != null){
            fast = slow.next;
            slow.next = fast.next;
            fast.next = head;
            head = fast;
        }
    return head;
    }
}

方法二（记住这种）

class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if(head==null) return null;
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = null; // 头结点反转后要指向null，注意初始化

        while(fast != null){ // 模拟一下最后结束的情况，设置while条件，根据先移动的指针来设计
            ListNode temp = fast.next;
            fast.next = slow;
            slow = fast;
            fast = temp;
        }
        return slow;
    }
}

方法三（递归）

class Solution {

    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        // 找到最后一个结点，然后跳出递归
        if(head == null || head.next == null) 
            return head;

        // 先递，先压栈，并把结果一层层接收上来
        // 如果传的是head，那就死循环了，所以传的是下一个结点为开头的子串，最后找到最后一个结点
        // 这个的返回值是反转之后的头结点，也就是找到的最后一个结点
        ListNode cur = reverseList(head.next);

        // 后归，后续再操作
        // 这里是考虑只有两个结点的时候（最小的子问题），即跳出并返回最后那次递归之后，进行的操作
        // 这里想的是最后两个结点 1->2->3->4->5 中的 4->5
        // 操作后变成 1->2->3->4<-5
        //                   |
        //                  null

        // 那么对于3->（4<-5）的子串，也可以有同样的，如下的操作，使得4指向3，3指向ull
        // 由于一层层压栈的时候head不一样，最后执行的时候这里的head也不一样，会按照4，3，2，1的顺序
        head.next.next = head;
        head.next = null;
        
        return cur;
    }
}

技巧总结

一般反转数组不需要虚拟头结点
初始化很重要
学会使用临时结点