算法链表笔试题

1、移除重复节点

https://leetcode-cn.com/problems/remove-duplicate-node-lcci/

编写代码，移除未排序链表中的重复节点。保留最开始出现的节点。

示例1:

输入：[1, 2, 3, 3, 2, 1]
输出：[1, 2, 3]
示例2:

输入：[1, 1, 1, 1, 2]
输出：[1, 2]
提示：

链表长度在[0, 20000]范围内。
链表元素在[0, 20000]范围内。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode removeDuplicateNodes(ListNode head) {
        if(head == null){
            return null;
        }
        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        ListNode cur = head;
        set.add(cur.val);
        while (cur.next != null){
            if(set.add(cur.next.val)){
                cur = cur.next;
            }else{
                cur.next = cur.next.next;
            }
        }
        return head;
    }
}

解析：

哈希表法：对给定的链表进行一次遍历，并用一个哈希集合（HashSet）来存储所有出现过的节点。在哈希集合中存储链表元素的值，方便直接使用等号进行比较。

2、回文链表

https://leetcode-cn.com/problems/palindrome-linked-list-lcci/

编写一个函数，检查输入的链表是否是回文的。

示例 1：

输入： 1->2
输出： false

示例 2：

输入： 1->2->2->1
输出： true

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public boolean isPalindrome(ListNode head) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        ListNode cur = head;
        while(cur != null){
            list.add(cur.val);
            cur = cur.next;
        }

        int front = 0;
        int backend = list.size()-1;
        while(front<backend){
            if(!list.get(front).equals(list.get(backend))){
                return false;
            }
            front++;
            backend--;
        }
        return true;
    }
}

解析：

一共为两个步骤：

1、复制链表值到数组列表中。
2、使用双指针法判断是否为回文。

第一步，我们需要遍历链表将值复制到数组列表中。我们用 currentNode 指向当前节点。每次迭代向数组添加 currentNode.val，并更新 currentNode = currentNode.next，当 currentNode = null 时停止循环。

最好使用双指针法来检查是否为回文。我们在起点放置一个指针，在结尾放置一个指针，每一次迭代判断两个指针指向的元素是否相同，若不同，返回 false；相同则将两个指针向内移动，并继续判断，直到两个指针相遇。

3、链表相交

 https://leetcode-cn.com/problems/intersection-of-two-linked-lists-lcci/

给你两个单链表的头节点 headA 和 headB ，请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表没有交点，返回 null 。

图示两个链表在节点 c1 开始相交：

 

题目数据 保证 整个链式结构中不存在环。

注意，函数返回结果后，链表必须 保持其原始结构 。

示例 1：

 

输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,0,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3
输出：Intersected at '8'
解释：相交节点的值为 8 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。
从各自的表头开始算起，链表 A 为 [4,1,8,4,5]，链表 B 为 [5,0,1,8,4,5]。
在 A 中，相交节点前有 2 个节点；在 B 中，相交节点前有 3 个节点。
示例 2：

 

输入：intersectVal = 2, listA = [0,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1
输出：Intersected at '2'
解释：相交节点的值为 2 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。
从各自的表头开始算起，链表 A 为 [0,9,1,2,4]，链表 B 为 [3,2,4]。
在 A 中，相交节点前有 3 个节点；在 B 中，相交节点前有 1 个节点。
示例 3：

 

输入：intersectVal = 0, listA = [2,6,4], listB = [1,5], skipA = 3, skipB = 2
输出：null
解释：从各自的表头开始算起，链表 A 为 [2,6,4]，链表 B 为 [1,5]。
由于这两个链表不相交，所以 intersectVal 必须为 0，而 skipA 和 skipB 可以是任意值。
这两个链表不相交，因此返回 null 。
 

提示：

listA 中节点数目为 m
listB 中节点数目为 n
0 <= m, n <= 3 * 104
1 <= Node.val <= 105
0 <= skipA <= m
0 <= skipB <= n
如果 listA 和 listB 没有交点，intersectVal 为 0
如果 listA 和 listB 有交点，intersectVal == listA[skipA + 1] == listB[skipB + 1]

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        int aLength = 0;
        int bLength = 0;
        ListNode tmpA = headA;
        ListNode tmpB = headB;
        while(tmpA != null){
            tmpA = tmpA.next;
            aLength++;
        }
        while(tmpB != null){
            tmpB = tmpB.next;
            bLength++;
        }
        int grep = Math.abs(aLength - bLength);
　　　　　// 这里可以交换两个链表，让tmpA始终是较长的那个；
        tmpA = aLength > bLength ? headA : headB;
        tmpB = aLength > bLength ? headB : headA;
        while(grep > 0){
            tmpA = tmpA.next;
            grep--;
        } 
        while(tmpA != null){
            if(tmpA == tmpB){
                return tmpA;
            }
            tmpA = tmpA.next;
            tmpB = tmpB.next;
        }
        return null;
    }
}

解析：

这个题要找到相同的节点，其实就是理解相同的含义。
如果两个节点相同，那么这两个节点之后的节点也肯定都相同；
那么意味着如果有相同的节点，从相同的节点往后长度一定相同。
所以只需要让两个链表长度对齐，让长的链表先走一个长度差，再一起往后遍历，遇到相同的就结束。

4、环路检测

https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-cycle-lcci/

给定一个链表，如果它是有环链表，实现一个算法返回环路的开头节点。若环不存在，请返回 null。

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。

示例 1：

 

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：tail connects to node index 1
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：tail connects to node index 0
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：no cycle
解释：链表中没有环。

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

解析：

　　遍历链表中的每个节点，并将它记录下来；一旦遇到了此前遍历过的节点，就可以判定链表中存在环。借助哈希表可以很方便地实现