Java数据结构-链表OJ题

目录

• [1. 移除链表元素](#1. 移除链表元素)
• [2. 反转链表](#2. 反转链表)
• [3. 返回中间结点](#3. 返回中间结点)
• [4. 返回倒数第k个结点](#4. 返回倒数第k个结点)
• [5. 合并两个有序链表](#5. 合并两个有序链表)
• [6. 分割链表](#6. 分割链表)
• [7. 回文链表](#7. 回文链表)
• [8. 找相交链表的公共结点](#8. 找相交链表的公共结点)
• [9. 判断链表是否有环](#9. 判断链表是否有环)
• [10. 返回链表环的入口](#10. 返回链表环的入口)

老铁们好，学习完链表这个数据结构之后，怎么能少了OJ题呢？！今天它来了！

1. 移除链表元素

题目链接： 移除链表元素
题目要求：

删除链表中所有值为val的结点

解题思路： 拿题目的实例1举例，链表可能出现：前面的结点的值全是6的情况，也可能整个链表的结点值都是6（如图）。所以删除前，先处理掉前面部分

怎么处理嘞？很简单，让头结点head一直往后走就行了，如果head为空了就返回
情况1

情况2

处理完前面部分就可以开始删除了，因为处理了前面部分，所以此时head的值一定不是val，所以初始状态，定义cur指向链表的第二个结点，prev指向第一个结点，cur用于遍历链表，prev则保存了cur的前一个结点的位置，当cur结点的值为val时，让prev的next指向cur的next即可，如图：

代码：

class Solution {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
        if (head == null) {
            return null;
        }
        // 处理前面部分
        while (head.val == val) {
            head = head.next;
            if (head == null) {
                return head;
            }
        }
        ListNode prev = head;
        ListNode cur = head.next;
        while (cur != null) {
            if (cur.val == val) {
                prev.next = cur.next;
            } else {
                prev = cur;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return head;
    }
}

2. 反转链表

题目链接： 反转链表
题目要求：

将原来的链表反转，返回新链表的头结点
解题思路：

如图（注意箭头的方向！）：遍历链表，每遍历一个结点就让当前的结点的next指向前一个结点(头插法)，接着更新head。遍历前，不要忘了把第一个结点的next置空，因为反转后第一个结点变成最后一个结点，最后一个结点的next值应该是null！！！

代码：

class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if(head==null) {
            return head;
        }
        ListNode cur = head.next;
        head.next = null;
        while(cur!=null) {
            ListNode next = cur.next;
            cur.next = head;
            head = cur;
            cur = next;
        }
        return head;
    }
}

3. 返回中间结点

题目链接： 链表的中间结点
题目要求：

返回链表的中间结点，如果中间结点有两个，返回第二个结点
解题思路： 快慢指针，定义一个fast指针和slow指针，fast和slow的起点相同，都是指向第一个结点，每次让fast向后移动两步，slow向后移动一步，当fast指向最后一个结点时，slow指向的刚好是中间结点
原理： 让两个人在同一起跑点开始跑步（直线运动），一个人的速度是另一个人的两倍，时间相同的情况下，速度快的人跑完全程，速度慢的人的路程刚好是全程的一半
中间结点只有一个的情况：

中间结点有两个的情况：

代码：

class Solution {
    public ListNode middleNode(ListNode head) {
        if(head == null) {
            return null;
        }
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while(fast!=null&&fast.next!=null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }
}

4. 返回倒数第k个结点

题目链接： 返回倒数第k个结点
题目要求： 返回倒数第k个结点的val值，给定的k保证是有效的
解题思路：

快慢指针，让快的指针先走完倒数第k个与最后一个结点的差值（走k-1步），然后快慢指针一起走

代码：

class Solution {
    public int kthToLast(ListNode head, int k) {
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        //快指针先走k-1步
        for(int i =0;i<k-1;i++) {
            fast = fast.next;
        }
        //一起走
        while(fast.next!=null) {
            //
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow.val;
    }
}

5. 合并两个有序链表

题目链接： 合并两个有序链表
题目要求： 将两个升序的链表合并为一个升序的链表
解题思路： 定义新的结点newHead，表示新链表的头结点，再定义newTail表示新链表的尾结点，定义l1、l2用于遍历原来的两个链表，比较l1、l2结点的值，将小的值的结点给新的链表，重复这个操作，如果l1遍历结束，newTail的next=l2，如果l2遍历结束，newTail的next=l1

代码：

class Solution {
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode list1, ListNode list2) {
        ListNode l1 = list1;
        ListNode l2 = list2;
        if(l1==null) {
            return l2;
        }
        if(l2==null) {
            return l1;
        }
        ListNode newHead = null;
        ListNode newTail = null;
        while (l1 != null && l2 != null) {
            if (l1.val <= l2.val) {
                //
                if (newTail == null) {
                    newHead = newTail = l1;
                    l1 = l1.next;
                } else {
                    newTail.next = l1;
                    newTail = l1;
                    l1 = l1.next;
                }
                
            } else {
                if (newTail == null) {
                    newHead = newTail = l2;
                    l2 = l2.next;
                } else {
                    newTail.next = l2;
                    newTail = l2;
                    l2 = l2.next;
                }                
            }
        }
        //
        if(l1==null) {
            newTail.next = l2;
        }else {
            newTail.next = l1;
        }
        return newHead;
    }
}

6. 分割链表

题目链接： 链表分割
题目要求：

如图，小于x的结点在前，大于等于x的结点在后，不改变原来的顺序意思是：5在4之前，操作之后5还在4之前

解题思路：

定义LeftHead（左边部分的头结点）和LeftTail（左边部分的尾结点），维护左边部分（小于x的结点）；定义RightHead（右边部分的头结点）和RightTail（右边部分的尾结点），维护右边部分（大于等于x的结点）；将小于x的结点尾插到左边部分，将大于等于x的结点尾插到右边部分，接着将左右两边连接即可

注意事项：

可能会出现链表中所有的结点都小于x或者都大于等于x，如果都小于x，直接返回左边部分；如果都大于等于x，直接返回右边部分

代码：

public ListNode partition(ListNode pHead, int x) {
        // write code here
        if (pHead == null) {
            return null;
        }
        ListNode cur = pHead;
        ListNode LeftHead = null;//左边部分的头
        ListNode LeftTail = null;//左边部分的尾
        ListNode RightHead = null;//右边部分的头
        ListNode RightTail = null;//右边部分的尾
        while (cur != null) {
            if (cur.val < x) {
                if (LeftHead == null) {
                    //第一次插
                    LeftHead = LeftTail = cur;
                } else {
                    LeftTail.next = cur;
                    LeftTail = LeftTail.next;
                }
                cur = cur.next;
            } else {
                if (RightHead == null) {
                    //第一次插
                    RightHead = RightTail = cur;
                } else {
                    RightTail.next = cur;
                    RightTail = RightTail.next;
                }
                cur = cur.next;
            }
        }
        if (LeftHead == null) {
            return RightHead;
        }
        LeftTail.next = RightHead;
        if (RightHead != null) {
            RightTail.next = null;
        }
        return LeftHead;
    }

7. 回文链表

题目链接： 回文链表
题目要求： 判断链表是否为回文链表，回文指的是从前往后看和从后往前看是一样的，如1234321是回文，121是回文，12不是回文
解题思路： 找到中间结点，然后将后半部分反转，接着定义两个临时结点，一个指向头，另一个指向后半部分，依次两两比较判断结点的val值是否相等。首先，找到中间结点，前面我们实现过了，反转结点我们也实现过了，所以这个题一下就变简单了
代码：

class Solution {
    public boolean isPalindrome(ListNode head) {
        if (head == null) {
            return false;
        }
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        //
        while (fast != null&&fast.next!=null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
        ListNode Newhead =  reverseList(slow);
        ListNode tmp1 = head;
        ListNode tmp2 = Newhead;
        while(tmp2!=null) {
            //
            if(tmp2.val!=tmp1.val) {
                return false;
            } else {
                tmp1= tmp1.next;
                tmp2= tmp2.next;
            }
        }
        return true;
    }

    //翻转链表
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if (head == null) {
            return head;
        }
        ListNode cur = head.next;
        head.next = null;
        while (cur != null) {
            ListNode curNext = cur.next;
            cur.next = head;
            head = cur;
            cur = curNext;
        }
        return head;
    }
}

8. 找相交链表的公共结点

题目链接： 相交链表
题目要求： 返回两个链表相交的结点，如果不相交，返回null
解题思路： 分别计算两个链表的长度，定义两个临时结点分别指向两个链表的头，让长度长的链表临时结点往后走长度的差值步，接着两个临时结点一起走

代码：

public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        if(headA==null||headB==null) {
            return null;
        }
        int countA = 0;//记录A的长度
        int countB = 0;//记录B的长度
        ListNode curA = headA;
        ListNode curB = headB;
        while(curA!=null) {
            countA++;
            curA = curA.next;
        }
        while(curB!=null) {
            countB++;
            curB = curB.next;
        }
        if(countA>countB) {
            //A链表更长
            for(int i=0;i<countA-countB;i++) {
                headA = headA.next;
            }
        }
        if(countA<countB) {
            //B链表更长
            for(int i=0;i<countB-countA;i++) {
                headB = headB.next;
            }
        }
        //让临时结点回去
        curA = headA;
        curB = headB;
        //一起走
        while(curA!=null) {
            if(curA==curB) {
                return curA;
            }
            curA = curA.next;
            curB = curB.next;
        }
        return curB;
    }
}

9. 判断链表是否有环

题目链接： 环形链表
题目要求： 判断链表是否存在环如果存在环返回true，否则返回false，
解题思路： 还是快慢指针，想象一下：你和你对象在你的宿舍楼下，你们一起往操场跑（环形操场），你们两个的速度肯定有快有慢，不可能完全一样，你们跑呀跑，肯定会在操场中相遇。链表也是如此，这里我们让fast的速度为slow的两倍，fast每次走两步，slow每次走一步
代码：

public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        if(head == null) {
            return false;
        }
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while (fast != null && fast.next!=null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if(fast == slow) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

10. 返回链表环的入口

题目链接： 环形链表Ⅱ
题目要求： 如果链表存在环，返回环的入口，如果不存在环返回null
解题思路： 如图：

代码：

public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        if (head == null) {
            return null;
        }
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while (fast != null && fast.next != null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if (fast == slow) {
                // 两人相遇,说明链表成环
                while (head != slow) {
                    slow = slow.next;
                    head = head.next;
                }
                return head;
            }
        }
        return null;
    }
}

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