【代码随想录37期】第一周总结

周末再写一遍

【代码随想录37期】Day01 二分查找 + 移除元素
 【代码随想录37期】Day02 有序数组的平方、长度最小的子数组、螺旋矩阵Ⅱ
【代码随想录37期】Day03 移除链表元素、设计链表、反转链表
 【代码随想录37期】Day04 两两交换链表中的节点、删除链表的倒数第N个节点、链表相交、环形链表II

补充

长度最小的子数组

cpp 复制代码

v2.0：使用滑动窗口
滑动窗口的思想其实很简单，传统暴力使用两个for循环分别控制窗口的边界
滑动窗口重点在于滑~ 所以其中一个边界是靠条件来操控的
class Solution {
public:
    int minSubArrayLen(int target, vector<int>& nums) {
        int sum = 0, len = 0,left = 0;
        vector<int> result;
        result.push_back(0);
        for(int right = 0; right<nums.size();right++){
            sum+=nums[right];
            len++;
            while(sum>=target&&left<nums.size()){
                result.push_back(len);
                sum-=nums[left++];
                len--;
            }
        }
        sort(result.begin(), result.end());
        return result.size()>1?result[1]:result[0];
    }
};

v3.0：
前面使用vector有点大材小用，这里将result声明为INT32_MAX可以直接迭代
class Solution {
public:
    int minSubArrayLen(int target, vector<int>& nums) {
        int sum = 0, len = 0,left = 0,result = INT32_MAX;

        for(int right = 0; right<nums.size();right++){
            sum+=nums[right];
            len++;
            while(sum>=target&&left<nums.size()){
                result = len<result?len:result;
                sum-=nums[left++];
                len--;
            }
        }
        return result==INT32_MAX?0:result;
    }
};
v4.0:
int minSubArrayLen(int target, vector<int>& nums) {
    int left = 0, right = 0, len = 0, sum = 0, min = INT32_MAX;
    for (; right < nums.size(); right++)
    {
        sum += nums[right];
        len++;
        while (sum >= target)
        {
            if (len < min)
                min = len;
            sum -= nums[left];
            len--;
            left++;
        }
    }
    return min==INT32_MAX? 0 : min;
}

关键点

为什么要写INTMAX_32?

题目条件：1 <= nums.length <= 10^ 5，写一个比10^5大的数就行
INT_MAX 和 INT_MIN 是 C++ 的两个宏，代表了整型变量能够存储的最大正整数和最小负整数，分别为 2147483647 和 -2147483648，这两个宏在头文件 <limits.h> 中定义。

2147483647约等于10的9次方

9223372036854775807(long long)约等于10的18次方
记忆方法：2的10次幂(1024)约等于10的3次幂，那2的32次约等于10的9次幂，2的64次约等于10的18次

为什么最后一种写法while不用加left < nums.size()？

已知进入for循环时right<nums.size()，要满足sum >= target，left与right之间至少要有一个数，也就是nums[right]，此时left<right<nums.size();

设计链表

cpp 复制代码

class MyLinkedList {
public:
    struct LinkNode
    {
        int val;
        LinkNode* next;
        LinkNode() :val(0), next(nullptr) {};
        LinkNode(int n) :val(n), next(nullptr) {};
    };

    MyLinkedList() {
        dummyHead = new LinkNode();
        size = 0;
    }

    int get(int index) {
        if (index > size - 1)
            return -1;

        LinkNode* curNode = dummyHead->next;
        while (index--)
        {
            curNode = curNode->next;
        }
        return curNode->val;
    }

    void addAtHead(int val) {
        LinkNode* newNode = new LinkNode(val);
        newNode->next = dummyHead->next;
        dummyHead->next = newNode;
        size++;
    }

    void addAtTail(int val) {
        LinkNode* newNode = new LinkNode(val);
        LinkNode* curNode = new LinkNode();
        curNode = dummyHead;
        while (curNode->next)
        {
            curNode = curNode->next;
        }
        curNode->next = newNode;
        size++;
    }

    void addAtIndex(int index, int val) {
        if (index > size)
            return;
        LinkNode* newNode = new LinkNode(val);
        LinkNode* curNode = new LinkNode();
        curNode = dummyHead;
        while (index--)
        {
            curNode = curNode->next;
        }
        newNode->next = curNode->next;
        curNode->next = newNode;
        size++;
    }

    void deleteAtIndex(int index) {
        if (index > size-1)
            return;
        LinkNode* curNode = new LinkNode();
        curNode = dummyHead;
        while (index--)
        {
            curNode = curNode->next;
        }
        LinkNode* toDelete = curNode->next;
        curNode->next = curNode->next->next;
        delete toDelete;
        size--;
    }

private:
    LinkNode* dummyHead;
    int size;
};

##关键点

为什么有的时候curNode = dummyHead？，有时候curNode = dummyHead->next?

总之都会有一个while循环，无论是while(curNode)还是while(curNode->Next)

宗旨有2：

当链表为空时也可以访问curNode；
curNode遍历完curNode指向最后一个节点而不是nullptr；
一般考虑这两个情况即可，也就是链表的边界情况

反转链表

cpp 复制代码

1. 用指针定义的结构体或类的成员用->访问，cur->next等价于(*cur).next
2. 链表双指针重要的是指针朝向的更新，循环条件看看是不是快指针，但是返回的指针注意不要是指向null的
3. 指针的结构体：
struct LinkedList{
    int val;
    LinkedList* next;
};

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

    }
};

v2.0:使用虚拟头节点来做这道题，可见虚拟头节点并不是必要的

struct ListNode{
    int val;
    ListNode *next;
    ListNode():val(0), next(nullptr){}
    ListNode(int x): val(x), next(nullptr){}
    ListNode(int x, ListNode *next): val(x), next(next){}
};
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode *dummyHead = new ListNode(0);
        dummyHead->next = head;
        ListNode *slow = nullptr;
        ListNode *fast = head;
        ListNode *tmp;
        while(fast){
            tmp = fast->next;
            fast->next = slow;
            slow = fast;
            fast = tmp;
        }
        // delete dummyHead;
        dummyHead = nullptr;
        return slow;

    }
};

v3.0:写反转链表完全不需要虚拟头节点，把nullptr"作为"头节点即可
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode* left = nullptr;
        ListNode* right = head;
        while (right)
        {
            ListNode* tmp = right->next;
            right->next = left;
            left = right;
            right = tmp;
        }

        return left;
    }
};

为什么反转链表不需要虚拟头节点？什么情况下需要呢？

反转链表中，我们如果有虚拟头节点，最后还要去掉，因为我们最后的head发生了变化，不能直接通过虚拟头节点访问了，所以在这里是冗余的，涉及到最终无法访问head节点、head节点发生变化导致无法从虚拟头节点访问时，就不要用虚拟头节点。

两两交换链表中的节点

cpp 复制代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
        ListNode *dummyHead = new ListNode(0);
        dummyHead->next = head;
        ListNode *cur = dummyHead; 

        while(cur->next&&cur->next->next){
            ListNode* tmp = cur->next; // 记录临时节点
            ListNode* tmp1 = cur->next->next->next; // 记录临时节点
            cur->next = cur->next->next;    // 步骤一
            cur->next->next = tmp;          // 步骤二
            cur->next->next->next = tmp1;   // 步骤三
            cur = cur->next->next; // cur移动两位，准备下一轮交换
        }
        return  dummyHead->next;
    }
};

cpp 复制代码

class Solution {
public:
    ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
    ListNode* dummyHead = new ListNode();
    dummyHead->next = head;
    ListNode* pre = dummyHead;
    
    while (pre->next&&pre->next->next)
    {
        ListNode* left = pre->next;
        ListNode* right = pre->next->next;
        pre->next = right;
        left->next = right->next;
        right->next = left;
        pre = left;
    }
    return dummyHead->next;
}
};

关键点

为什么要判断pre->next&&pre->next->next？

检查pre->next->next是因为循环体中会访问pre->next->next的next，不检查会越界

检查pre->next是因为要检查pre->next->next首先要访问pre->next的next，不检查也会越界

这道题有些绕

确实，我目前是这样理解的，主要有三个指针需要交换，除了两个节点还有两个节点的前一个节点，也就是pre，left和right

这道题的left和right要写成局部变量，不然不好处理while的条件

删除链表中的倒数第N个节点

注意使用虚拟头节点，可以避免对头节点的判断，防止各种复杂情况

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
        ListNode* dummyHead = new ListNode(0);
        dummyHead->next = head;
        ListNode* slow = dummyHead;
        ListNode* fast = dummyHead;
        while(n--&&fast){
            fast = fast->next;
        }
        fast = fast->next;
        while(fast){
            fast = fast->next;
            slow = slow->next;
        }
        slow->next = slow->next->next;

        return dummyHead->next;

    }
};

cpp 复制代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
        ListNode* dummyHead = new ListNode(0);
        dummyHead->next = head;
        ListNode* slow = dummyHead;
        ListNode* fast = dummyHead;
        while(n--&&fast){
            fast = fast->next;
        }
        fast = fast->next;
        while(fast){
            fast = fast->next;
            slow = slow->next;
        }
        slow->next = slow->next->next;

        return dummyHead->next;

    }
};

cpp 复制代码

ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
	ListNode* dummyHead = new ListNode();
	dummyHead->next = head;
	ListNode* fast = dummyHead;
	while (n--)
	{
		fast = fast->next;
	}
	ListNode* slow = dummyHead;
	while (fast->next)
	{
		slow = slow->next;
		fast = fast->next;
	}
	ListNode* todelete = slow->next;
	slow->next = slow->next->next;
	
	delete todelete;
	return dummyHead->next;
}

关键点

为什么不直接返回head？

因为head有可能被删掉

这种题该怎么写？

链表题主要需要想象节点之间的连接关系，一定要画图来做，我常用的一个例子就是：

虚拟节点(0)->head(1)->(2)->(3)->(4)->nullptr

环形链表Ⅱ

这道题值得多做几遍

cpp 复制代码

v1.0 这道题很巧妙，是看了随想录的讲解才做出来的
1. 判断有无环:定义快慢指针，快指针一次走两个节点，慢指针走一个，快指针追上慢指针说明有环
2. 追上时需要纸笔列下式子，此时快慢指针走过的节点数量，然后要求的是从开始节点到进入环的节点的长度
3. 具体推导可以看随想录，总之就是需要列一下式子就可以找出关系了~
/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        ListNode *dummyHead = new ListNode(0);
        dummyHead->next = head;
        ListNode *fast = head;
        ListNode *slow = head;
        ListNode *aux = head;
        while(fast&&fast->next){
            fast= fast->next->next;
            slow = slow->next;
            if(fast==slow){
                while(aux!=slow){
                    slow=slow->next;
                    aux=aux->next;
                }
                return aux;
            }
        }
        return nullptr;
        
    }
};

靠视觉记忆记住这张图吧

快指针走了：a + b + k(b+c)

慢指针走了：a + b

所以a +b + k(b+c) = 2（a+b）

得到a + b = k （b + c）

所以a - c = k（b+c）

补充一个哈希表做法保底：

cpp 复制代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* detectCycle(ListNode* head) {
    unordered_set<ListNode*> visited;
    ListNode* cur = head;
    while (cur)
    {
        if (visited.count(cur))
        {
            return cur;
        }
        visited.insert(cur);
        cur = cur->next;
    }
    return nullptr;
}
};

【代码随想录37期】 第一周总结

周末再写一遍

补充

长度最小的子数组

关键点

为什么要写INTMAX_32?

为什么最后一种写法while不用加left < nums.size()？

设计链表

为什么有的时候curNode = dummyHead？，有时候curNode = dummyHead->next?

反转链表

为什么反转链表不需要虚拟头节点？什么情况下需要呢？

两两交换链表中的节点

关键点

为什么要判断pre->next&&pre->next->next？

这道题有些绕

删除链表中的倒数第N个节点

关键点

为什么不直接返回head？

这种题该怎么写？

环形链表Ⅱ

【代码随想录37期】第一周总结