LeetCode题目练习记录 _数组和链表03 _20211011

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206. 反转链表

难度简单2015收藏分享切换为英文接收动态反馈

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：

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？

方法一：迭代

/**
 * 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; }
 * }
 */
// Java
class Solution {
    // 方法一：迭代
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode prev = null;
        ListNode curr = head;
        for(; curr != null;){
            ListNode next = curr.next;
            curr.next = prev;
            prev = curr;
            curr = next;
        }
        return prev;
    }
}

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * type ListNode struct {
 *     Val int
 *     Next *ListNode
 * }
 */
 // Go 方法一：迭代
func reverseList(head *ListNode) *ListNode {
    var prev *ListNode
    curr := head
    for curr != nil {
        next := curr.Next // 把下个节点先保存
        curr.Next = prev // 指向一个空节点
        prev = curr // 给这个空节点赋值
        curr = next // 最后实现了翻转 把指向翻了过来 
    }
    return prev
}

24. 两两交换链表中的节点

难度中等1069

给定一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后的链表。

你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际的进行节点交换。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4]
输出：[2,1,4,3]

示例 2：

输入：head = []
输出：[]

示例 3：

输入：head = [1]
输出：[1]

提示：

• 链表中节点的数目在范围 [0, 100] 内
• 0 <= Node.val <= 100

进阶：你能在不修改链表节点值的情况下解决这个问题吗?（也就是说，仅修改节点本身。）

方法二：递归

/**
 * 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; }
 * }
 */
// Java
class Solution {
    // 方法二：递归
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null){
            return head;
        }
        ListNode newHead = reverseList(head.next);
        head.next.next = head;
        head.next = null;
        return newHead;
    }
}

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * type ListNode struct {
 *     Val int
 *     Next *ListNode
 * }
 */
 // Go 方法二：递归
func reverseList(head *ListNode) *ListNode {
    if head == nil || head.Next == nil {
        return head
    }
    newHead := reverseList(head.Next)
    head.Next.Next = head
    head.Next = nil
    return newHead
}

24. 两两交换链表中的节点

难度中等1069

给定一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后的链表。

你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际的进行节点交换。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4]
输出：[2,1,4,3]

示例 2：

输入：head = []
输出：[]

示例 3：

输入：head = [1]
输出：[1]

提示：

• 链表中节点的数目在范围 [0, 100] 内
• 0 <= Node.val <= 100

进阶：你能在不修改链表节点值的情况下解决这个问题吗?（也就是说，仅修改节点本身。）

方法一：递归

/**
 * 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; }
 * }
 */
 // Java
class Solution {
    // 方法一：递归
    public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null){
            return head;
        }
        ListNode newHead = head.next;
        head.next = swapPairs(newHead.next);
        newHead.next = head;
        return newHead;
    }
}

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * type ListNode struct {
 *     Val int
 *     Next *ListNode
 * }
 */
 // Go 方法一：递归
func swapPairs(head *ListNode) *ListNode {
    if head == nil || head.Next == nil {
        return head
    }
    newHead := head.Next
    head.Next = swapPairs(newHead.Next)
    newHead.Next = head
    return newHead
}

方法二：迭代

/**
 * 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; }
 * }
 */
// Java 方法二：迭代
class Solution {
    public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        ListNode dummyHead = new ListNode(0);
        dummyHead.next = head;
        ListNode temp = dummyHead;
        while(temp.next != null && temp.next.next != null){
            ListNode node1 = temp.next;
            ListNode node2 = temp.next.next;
            temp.next = node2;
            node1.next = node2.next;
            node2.next = node1;
            temp = node1;
        }
        return dummyHead.next;
    }
}

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * type ListNode struct {
 *     Val int
 *     Next *ListNode
 * }
 */
 // Go 方法二：迭代
func swapPairs(head *ListNode) *ListNode {
    dummyHead := &ListNode{0,head}
    temp := dummyHead
    for temp.Next != nil && temp.Next.Next != nil {
        node1 := temp.Next
        node2 := temp.Next.Next
        temp.Next = node2
        node1.Next = node2.Next
        node2.Next = node1
        temp = node1
    }
    return dummyHead.Next
}

141. 环形链表

难度简单1223

给定一个链表，判断链表中是否有环。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 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。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。

如果链表中存在环，则返回 true 。 否则，返回 false 。

进阶：

你能用 O(1)（即，常量）内存解决此问题吗？

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

示例 2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。

示例 3：

输入：head = [1], pos = -1
输出：false
解释：链表中没有环。

提示：

• 链表中节点的数目范围是 [0, 104]
• -105 <= Node.val <= 105
• pos 为 -1 或者链表中的一个 有效索引 。

方法一：哈希表

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
 // Java 方法一：哈希表
public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        Set<ListNode> seen = new HashSet<ListNode>();
        while(head != null) {
            if(!seen.add(head)) {
                return true;
            }
            head = head.next;
        }
        return false;
    }
}

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * type ListNode struct {
 *     Val int
 *     Next *ListNode
 * }
 */
 // Go 方法一：哈希表
func hasCycle(head *ListNode) bool {
    seen := map[*ListNode]struct{}{}
    for head != nil {
        if _,ok := seen[head]; ok {
            return true
        }
        seen[head] = struct{}{}
        head = head.Next
    }
    return false
}

方法二：快慢指针

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
 // Java 方法二：快慢指针
public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            return false;
        }
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head.next;
        while(slow != fast){
            if (fast == null || fast.next == null) {
                return false;
            }
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        return true;
    }
}

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * type ListNode struct {
 *     Val int
 *     Next *ListNode
 * }
 */
 // Go 方法二：快慢指针
func hasCycle(head *ListNode) bool {
    if head == nil || head.Next == nil {
        return false
    }
    slow, fast := head, head.Next
    for fast != slow {
        if fast == nil || fast.Next == nil {
            return false
        }
        slow = slow.Next
        fast = fast.Next.Next
    }
    return true
}

142. 环形链表 II

难度中等1215

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。注意，pos 仅仅是用于标识环的情况，并不会作为参数传递到函数中。

说明：不允许修改给定的链表。

进阶：

• 你是否可以使用 O(1) 空间解决此题？

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：返回索引为 1 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

示例 2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：返回索引为 0 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。

示例 3：

输入：head = [1], pos = -1
输出：返回 null
解释：链表中没有环。

提示：

• 链表中节点的数目范围在范围 [0, 104] 内
• -105 <= Node.val <= 105
• pos 的值为 -1 或者链表中的一个有效索引

方法一：哈希表

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
 // Java 方法一：哈希表
public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        ListNode pos = head;
        Set<ListNode> visited = new HashSet<ListNode>();
        while(pos != null){
            if (visited.contains(pos)) {
                return pos;
            }else {
                visited.add(pos);
            }
            pos = pos.next;
        }
        return null;
    }
}

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * type ListNode struct {
 *     Val int
 *     Next *ListNode
 * }
 */
 // Go 方法一：哈希表
func detectCycle(head *ListNode) *ListNode {
    seen := map[*ListNode]struct{}{}
    for head != nil {
        if _, ok := seen[head]; ok {
            return head
        }
        seen[head] = struct{}{}
        head = head.Next
    }
    return nil
}

方法二：快慢指针

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
// Java 方法二：快慢指针
public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        if (head == null){
            return null;
        }
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head;
        while (fast != null) {
            slow = slow.next;
            if (fast.next != null) {
                fast = fast.next.next;
            }else {
                return null;
            }
            if(fast == slow) {
                ListNode ptr = head;
                while (ptr != slow) {
                    ptr = ptr.next;
                    slow = slow.next;
                }
                return ptr;
            }
        }
        return null;
    }
}

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * type ListNode struct {
 *     Val int
 *     Next *ListNode
 * }
 */
 // Go 方法二：快慢指针
func detectCycle(head *ListNode) *ListNode {
    slow, fast := head, head
    for fast != nil{
        slow = slow.Next
        if fast.Next == nil {
        return nil
        }
        fast = fast.Next.Next
        if fast == slow {
            p := head
            for p != slow {
                p = p.Next
                slow = slow.Next
            }
            return p
        }
    }
    return nil
}

25. K 个一组翻转链表

难度困难1314

给你一个链表，每 k 个节点一组进行翻转，请你返回翻转后的链表。

k 是一个正整数，它的值小于或等于链表的长度。

如果节点总数不是 k 的整数倍，那么请将最后剩余的节点保持原有顺序。

进阶：

• 你可以设计一个只使用常数额外空间的算法来解决此问题吗？
• 你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际进行节点交换。

示例 1：

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

示例 2：

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

示例 3：

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

示例 4：

输入：head = [1], k = 1
输出：[1]

提示：

• 列表中节点的数量在范围 sz 内
• 1 <= sz <= 5000
• 0 <= Node.val <= 1000
• 1 <= k <= sz

方法一：模拟

/**
 * 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; }
 * }
 */
 // Java 方法一：模拟
class Solution {
    public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
        ListNode hair = new ListNode(0);
        hair.next = head;
        ListNode pre = hair;

        while (head != null) {
            ListNode tail = pre;
            // 检查剩余的长度是否大于等于k
            for (int i=0; i < k; i++) {
                tail = tail.next;
                if (tail == null) {
                    return hair.next;
                }
            }
            ListNode nex = tail.next;
            ListNode[] reverse = myReverse(head, tail);
            head = reverse[0];
            tail = reverse[1];
            // 把子链表重新接回原链表
            pre.next = head;
            tail.next = nex;
            pre = tail;
            head = tail.next;
        } 
        return hair.next;
    }

    public ListNode[] myReverse(ListNode head,ListNode tail) {
        ListNode prev = tail.next;
        ListNode p = head;
        while (prev != tail) {
            ListNode nex = p.next;
            p.next = prev;
            prev = p;
            p = nex;
        }
        return new ListNode[]{tail,head};
    }
}

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * type ListNode struct {
 *     Val int
 *     Next *ListNode
 * }
 */
  // Go 方法一：模拟
func reverseKGroup(head *ListNode, k int) *ListNode {
    hair := &ListNode{Next: head}
    pre := hair

    for head != nil {
        tail := pre
        for i := 0; i < k; i++ {
            tail = tail.Next
            if tail == nil {
                return hair.Next
            }
        }
        nex := tail.Next
        head, tail = myReverse(head, tail)
        pre.Next = head
        tail.Next = nex
        pre = tail
        head = tail.Next
    }
    return hair.Next
}

func myReverse(head, tail *ListNode) (*ListNode, *ListNode) {
    prev := tail.Next
    p := head
    for prev != tail {
        nex := p.Next
        p.Next = prev
        prev = p
        p = nex
    }
    return tail, head
}