算法-链表

算法-链表

 

　　　　云想衣裳花想容，春风拂槛露华浓。

简介：算法-链表

一、从尾到头打印链表

1、题目描述

输入一个链表的头节点，按链表从尾到头的顺序返回每个节点的值（用数组返回）。

输入：
{1,2,3}
返回值：
[3,2,1]

2、解题思路

使用递归

要逆序打印链表 1->2->3（3,2,1)，可以先逆序打印链表 2->3(3,2)，最后再打印第一个节点 1。而链表 2->3 可以看成一个新的链表，要逆序打印该链表可以继续使用求解函数，也就是在求解函数中调用自己，这就是递归函数。

import java.util.*;
public class Solution {
    public ArrayList<Integer> printListFromTailToHead(ListNode listNode) {
        ArrayList<Integer> ret = new ArrayList<>();
        if (listNode != null) {
            // 递归
            ret.addAll(printListFromTailToHead(listNode.next));
            ret.add(listNode.val);
        }
        return ret;
    }
}

二、删除链表中重复的节点

1、题目描述

在一个排序的链表中，存在重复的结点，请删除该链表中重复的结点，重复的结点不保留，返回链表头指针。 例如，链表1->2->3->3->4->4->5 处理后为 1->2->5

输入：
{1,2,3,3,4,4,5}
返回值：
{1,2,5}

2、解题思路

借助辅助头结点，可避免单独讨论头结点的情况。设置两个结点 pre 和 cur，当 cur 和 cur.next 值相等，cur 一直向前走，直到不等退出循环，这时候 cur 指的值还是重复值，调整 cur 和 pre 的指针再次判断。

/*
删除链表中重复的结点
*/
public class Solution {
    public ListNode deleteDuplication(ListNode pHead) {
        /*
        构建辅助头结点
        对于链表而言，不保存的意思也就是跳过这一结点next指向下一个结点
         */      
        ListNode head=new ListNode(-1);
        head.next=pHead;
        ListNode saveHead=head;//保存下来的结点
        ListNode currentNode=pHead;
        while(currentNode!=null){
            if(currentNode.next!=null && currentNode.val==currentNode.next.val) {//有重复了，跳过
                while (currentNode.next != null && currentNode.val == currentNode.next.val) {
                    currentNode = currentNode.next;//跳过这些相同结点
                }
                currentNode=currentNode.next;//有重复，一个都不保存
                saveHead.next=currentNode;//保存
            }
            else {
                //这里是没重复的
                saveHead=currentNode;
                currentNode=currentNode.next;
            }
        }
        return head.next;
    }
}

三、链表中倒数第K 个结点

1、题目描述

输入一个链表，输出一个链表，该输出链表包含原链表中从倒数第k 个结点至尾节点的全部节点。如果该链表长度小于k，请返回一个长度为 0 的链表。

输入：
{1,2,3,4,5},1 
返回值：
{5}

2、解题思路

在链表中：倒数的+顺数的长度等于链表总长度，所以可以设置两个指针，一个先走K 步，剩下的到链表的末尾要走的步数就是倒数第k个节点，需要从头开始走的步数。

import java.util.*;

/*
 链表中倒数最后k 个结点
 */
public class Solution {
    public ListNode FindKthToTail (ListNode pHead, int k) {       
        ListNode first = pHead;
        for(int i = 0; i < k; i++){
            if(first == null){
                return first;
            }
            first = first.next;
        }
        ListNode last = pHead;
        while(first != null){
            first = first.next;
            last = last.next;
        }
        return last;
    }
}

四、链表中环的入口结点

1、题目描述

给一个链表，若其中包含环，请找出该链表的环的入口结点，否则，返回null。

输入：
{1,2},{3,4,5}
返回值：
3
说明：
返回环形链表入口节点，我们后台会打印该环形链表入口节点，即3 

2、解题思路

使用双指针，一个快指针 fast 每次移动两个节点，一个慢指针 slow 每次移动一个节点。因为存在环，所以两个指针必定相遇在环中的某个节点上。

假设环入口节点为 y1，相遇所在节点为 z1。

假设快指针 fast 在圈内绕了 N 圈，则总路径长度为 x+Ny+(N-1)z。z 为 (N-1) 倍是因为快慢指针最后已经在 z1 节点相遇了，后面就不需要再走了。

而慢指针 slow 总路径长度为 x+y。

因为快指针是慢指针的两倍，因此 x+Ny+(N-1)z = 2(x+y)。

我们要找的是环入口节点 y1，也可以看成寻找长度 x 的值，因此我们先将上面的等值分解为和 x 有关：x=(N-2)y+(N-1)z。

上面的等值没有很强的规律，但是我们可以发现 y+z 就是圆环的总长度，因此我们将上面的等式再分解：x=(N-2)(y+z)+z。这个等式左边是从起点x1 到环入口节点 y1 的长度，而右边是在圆环中走过 (N-2) 圈，再从相遇点 z1 再走过长度为 z 的长度。此时我们可以发现如果让两个指针同时从起点 x1 和相遇点 z1 开始，每次只走过一个距离，那么最后他们会在环入口节点相遇。

/*
链表中环的入口结点
*/
public class Solution {

    public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead) {
        if(pHead == null || pHead.next == null){
            return null;
        }
        ListNode slow = pHead;
        ListNode fast = pHead;
        do{
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }while(slow != fast);
        fast = pHead;
        while(slow != fast){
            slow = slow.next;
            fast = fast.next;
        }
        return slow;       
    }
}

五、链表中环的入口结点

1、题目描述

输入一个链表，反转链表后，输出新链表的表头。

输入：
{1,2,3}
返回值：
{3,2,1}

2、解题思路

递归

/*
反转链表
*/
public class Solution {
    public ListNode ReverseList(ListNode head) {
        if(head == null || head.next == null){
            return head;
        }
        ListNode next = head.next;      
        // 递归
        ListNode newHead = ReverseList(next);
        next.next = head;
        head.next = null;
        return newHead;
    }
}

 

 

 

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