leetcode--链表

链表：单链表、双链表、循环链表。

链表和数组区别：

	添加/删除	查找	适用场景
数组	O(n）	O(1)	数据固定，频繁查找，增删少
链表	O(1)	O(n)	数据不固定，频繁增删，查找少

203 移除链表元素

c++使用链表删除元素后要delete该元素的内存空间

方法一：如果头节点是需要删除的元素，需要将head = head->next

 ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        //val是头节点元素
        while (head != NULL && head->val == val)
        {
            ListNode* tmp = head;            
            head = head->next;
            delete tmp;
        }
        ListNode* p = head;
        //val不是头节点元素 
        while(p != NULL && p->next != NULL){
            if(p->next->val == val){
                ListNode* tmp = p->next;
                p->next = p->next->next;
                delete tmp;
            }else{
                p = p->next;
            }
        }
        return head;
}

方法二： 设置一个虚拟头节点(需要初始化)，让这个虚拟头节点的next = head，最后记得让head = 虚拟头节点的next,然后删除虚拟头节点

ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        //设置一个虚拟头节点
        ListNode* dummyHead = new ListNode(0);
        dummyHead->next = head;
        ListNode* p = dummyHead;  //p是当前所访问的节点
        while(p->next != NULL){
            if(p->next->val == val){
                ListNode* tmp = p->next;
                p->next = p->next->next;
                delete tmp;
            }else{
                p = p->next;
            }
        }
        //最后删除设置的虚拟头节点
        head = dummyHead->next;
        delete dummyHead;
        return head;
    }

707 设计链表

对于数组遍历只需要知道它的长度，对于链表长度未知，只能一个一个节点去找，直到某个节点的next = null

class MyLinkedList {
public:
    // 定义链表节点结构体
    struct LinkedNode {
        int val;
        LinkedNode* next;
        LinkedNode(int val):val(val), next(nullptr){}
    };

    // 初始化链表
    MyLinkedList() {
        _dummyHead = new LinkedNode(0); // 这里定义的头结点 是一个虚拟头结点，而不是真正的链表头结点
        _size = 0;
    }

    // 获取到第index个节点数值，如果index是非法数值直接返回-1， 注意index是从0开始的，第0个节点就是头结点
    int get(int index) {
        if (index > (_size - 1) || index < 0) {
            return -1;
        }
        LinkedNode* cur = _dummyHead->next;
        while(index--){ // 如果--index 就会陷入死循环
            cur = cur->next;
        }
        return cur->val;
    }

    // 在链表最前面插入一个节点，插入完成后，新插入的节点为链表的新的头结点
    void addAtHead(int val) {
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        newNode->next = _dummyHead->next;
        _dummyHead->next = newNode;
        _size++;
    }

    // 在链表最后面添加一个节点
    void addAtTail(int val) {
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(cur->next != nullptr){
            cur = cur->next;
        }
        cur->next = newNode;
        _size++;
    }

    // 在第index个节点之前插入一个新节点，例如index为0，那么新插入的节点为链表的新头节点。
    // 如果index 等于链表的长度，则说明是新插入的节点为链表的尾结点
    // 如果index大于链表的长度，则返回空
    void addAtIndex(int index, int val) {
        if (index > _size) {
            return;
        }
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(index--) {
            cur = cur->next;
        }
        newNode->next = cur->next;
        cur->next = newNode;
        _size++;
    }

    // 删除第index个节点，如果index 大于等于链表的长度，直接return，注意index是从0开始的
    void deleteAtIndex(int index) {
        if (index >= _size || index < 0) {
            return;
        }
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(index--) {
            cur = cur ->next;
        }
        LinkedNode* tmp = cur->next;
        cur->next = cur->next->next;
        delete tmp;
        _size--;
    }

    // 打印链表
    void printLinkedList() {
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while (cur->next != nullptr) {
            cout << cur->next->val << " ";
            cur = cur->next;
        }
        cout << endl;
    }
private:
    int _size;
    LinkedNode* _dummyHead;

};

206 反转链表

双指针法：定义cur指针指向头节点，pre指针初始化为null，记录tmp = cur->next 和cur->next = pre,更新tmp和cur。

ListNode* reverseList(ListNode* head){
    ListNode* cur = head;
    ListNode* pre = nullptr;
    ListNode* tmp;
    while(cur){
        tmp = cur->next;
        cur->next = pre;
        pre = cur;
        cur = tmp;
    }
    return pre;
} 

24 两两交换链表中的节点

ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
        ListNode* dummyhead = new ListNode(0);
        dummyhead->next = head;
        ListNode* cur = dummyhead;
        while(cur->next != nullptr && cur->next->next != nullptr){
            ListNode* tmp1 = cur->next;
            ListNode* tmp2 = cur->next->next->next;
            
            cur->next = cur->next->next;
            cur->next->next = tmp1;
            cur->next->next->next = tmp2;

            cur = cur->next->next;
        }
        return dummyhead->next;
    }

19 删除链表倒数第n个节点

 ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
        ListNode* dummyHead = new ListNode(0);
        dummyHead->next = head;
        ListNode* slow = dummyHead;
        ListNode* fast = dummyHead;
        //fast指针先移动n步
        while (n-- && fast->next != nullptr){
            fast = fast->next;
        }
        // fast再提前走一步，因为需要让slow指向删除节点的上一个节点
        fast = fast->next;
        while(fast != nullptr){
            fast = fast->next;
            slow = slow->next;
        }
        slow->next = slow->next->next;
        return dummyHead->next;
    }

142链表找环

 ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        ListNode* fast = head;
        ListNode* slow = head;
        while(fast!= NULL && fast->next != NULL){
            fast = fast->next->next;
            slow = slow->next;
            if(fast == slow){
                ListNode* index1 = fast;
                ListNode* index2 = head;
                while(index1 != index2){
                    index1 = index1->next;
                    index2 = index2->next;
                }
                return index1;
            }
        }
        return NULL;
    }