LeetCode.203移除链表元素（原链表操作、虚拟头结点）

萏语2023-11-28 13:14

LeetCode.203移除链表元素

1.问题描述

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：

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, 104] 内
  • 1 <= Node.val <= 50
  • 0 <= val <= 50

2.解题思路

以链表 1 4 2 4 来举例，移除元素4。

如果使用C，C++编程语言的话，不要忘了还要从内存中删除这两个移除的节点， 清理节点内存之后如图：

当然如果使用java ，python的话就不用手动管理内存了。（就算使用C++来做leetcode，如果移除一个节点之后，没有手动在内存中删除这个节点，leetcode依然也是可以通过的，只不过，内存使用的空间大一些而已，但建议依然要养成手动清理内存的习惯。）

那么：上述例子中，删除第一个4，只要将1的next指针直接指向下下个节点就好了。但这样，如果删除的是头结点就不好办了，于是两个办法。

  1. 直接使用原来的链表来进行删除操作。

    其余节点：用上述法子便行

    头结点：移除头结点和移除其他节点的操作是不一样的，因为链表的其他节点都是通过前一个节点来移除当前节点，而头结点没有前一个节点。

    所以只要将头结点向后移动一位就可以，这样就从链表中移除了一个头结点。依然别忘将原头结点从内存中删掉。

  2. 设置一个虚拟头结点在进行删除操作。

    这里来给链表添加一个虚拟头结点为新的头结点，此时要移除这个旧头结点元素1。就和移除链表其他节点的方式统一了。最后return 头结点的时候，别忘了 return dummyNode->next;， 这才是新的头结点

3.代码

C++：直接使用原来的链表来进行删除操作

c 复制代码 
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

struct ListNode {
	int val;
	ListNode* next;
	ListNode(int x): val(x), next(NULL) {}
};

class Solution {
	public:
		ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
			// 删除头结点值等于val的节点
			//为什么不用if，因为若输入为head = [1,1,1,1,1]，应为一个持续移除的过程，所以为while
			//头结点不能为空，如果为空，相当于操作空指针了
	 		while(head != NULL && head->val == val) {
				//创建了一个临时指针tmp，它指向链表的头结点head。
				//这是为了保存需要被删除的节点，以便在将指针从链表中删除时，能够释放该节点所占用的内存。
				ListNode* tmp = head;
				head = head->next;
				delete tmp;  
			}

			ListNode* cur = head;
			//cur != NULL： 确保当前节点不为空。在删除节点时，我们需要更改节点的指针来连接正确的节点，
			//所以我们要确保cur指针不为空，避免访问空指针导致程序崩溃。
			//cur->next != NULL： 确保当前节点的下一个节点不为空。在删除节点时，
			//我们需要访问当前节点的下一个节点的值来进行比较，如果下一个节点为空，
			//则没有必要进行比较和删除操作
			while(cur != NULL && cur -> next != NULL) {
				if(cur->next->val == val) {
					ListNode* tmp = cur->next;
					cur->next = cur->next->next;
					delete tmp;
				} else {
					cur = cur->next;
				}

			}
			return head;
		}
};

int main() {    
    vector<int> nums = {1, 2, 6, 3, 4, 5, 6}; // 用数组存储链表节点的值    
    ListNode* head = NULL; // 链表的头节点初始化为NULL    
  
    // 将数组的值转换为链表节点并加入到链表中  
    for(int i = 0; i < nums.size(); i++) {   
        ListNode* node = new ListNode(nums[i]);    
        if (head == NULL) {  
            head = node; // 如果链表为空，则新节点即为头节点  
        } else {  
            ListNode* temp = head;  
            while(temp->next != NULL) {  
                temp = temp->next;  
            }  
            temp->next = node; // 将新节点添加到链表末尾  
        }  
    }    
    
    Solution solve;    
    head = solve.removeElements(head, 6); // 删除值为6的节点  
  
    // 输出新链表的值  
    ListNode* current = head;  
    while(current != NULL) {   
        cout << current->val << " ";    
        current = current->next;    
    }    
  
    return 0;    
}

C++：虚拟头结点

c 复制代码 
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

struct ListNode {
	int val;
	ListNode* next;
	ListNode(int x): val(x), next(NULL) {}//构造函数
};

class Solution {
	public:
		ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
			ListNode* dummyHead = new ListNode(0);//创建虚拟头节点
			dummyHead->next = head;//虚拟头节点指向头节点
			//临时指针从虚拟头节点开始遍历，如果直接用头结点进行遍历，那么头结点所指向的值是一直在改变的，最后无法返回了
			ListNode* cur = dummyHead;
			while(cur->next != NULL) {
				if(cur->next->val == val) {
					ListNode* tmp = cur->next;//暂存要删除的节点
					cur->next = cur->next->next;//删除节点
					delete tmp;//释放内存
				} else {
					cur = cur->next;//指向下一个节点
				}
			}
			head = dummyHead->next;//更新头节点  因为旧的head可能已经被删除了
			delete dummyHead;//释放虚拟头节点内存
			return head;//返回头节点
		}
};

int main() {    
    vector<int> nums = {1, 2, 6, 3, 4, 5, 6}; // 用数组存储链表节点的值    
    ListNode* head = NULL; // 链表的头节点初始化为NULL    
  
    // 将数组的值转换为链表节点并加入到链表中  
    for(int i = 0; i < nums.size(); i++) {   
        ListNode* node = new ListNode(nums[i]);    
        if (head == NULL) {  
            head = node; // 如果链表为空，则新节点即为头节点  
        } else {  
            ListNode* temp = head;  
            while(temp->next != NULL) {  
                temp = temp->next;  
            }  
            temp->next = node; // 将新节点添加到链表末尾  
        }  
    }    
    
    Solution solve;    
    head = solve.removeElements(head, 6); // 删除值为6的节点  
  
    // 输出新链表的值  
    ListNode* current = head;  
    while(current != NULL) {   
        cout << current->val << " ";    
        current = current->next;    
    }    
  
    return 0;    
}

python：虚拟头结点

py 复制代码 
class ListNode:
    def __init__(self, val, next=None):
        self.val = val
        self.next = next


class Solution:
    def removeElements(self, head: ListNode, val: int) -> ListNode:
        dummyHead = ListNode()
        dummyHead.next = head
        cur = dummyHead
        while cur.next:
            if cur.next.val == val:
                cur.next = cur.next.next
            else:
                cur = cur.next
        return dummyHead.next


values = [1, 2, 6, 3, 4, 5, 6]

# 使用循环构造链表
dummy = ListNode(0)  # 创建一个虚拟头节点以简化边界情况处理
current = dummy  # 当前节点初始化为虚拟头节点

for v in values:
    current.next = ListNode(v)
    current = current.next

head = dummy.next  # 实际头节点为虚拟头节点的下一个节点

# 移除元素并打印新链表
sol = Solution()
new_head = sol.removeElements(head, 6)

cur = new_head
while cur:
    print(cur.val)
    cur = cur.next
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