单链表经典算法题理解

目录

[1. 前言:](#1. 前言:)

[2. 移除链表元素](#2. 移除链表元素)

[3. 反转链表](#3. 反转链表)

[4. 合并两个有序链表](#4. 合并两个有序链表)

[5. 链表的中间节点](#5. 链表的中间节点)

[6. 环形链表的约瑟夫问题](#6. 环形链表的约瑟夫问题)

[7. 分割链表](#7. 分割链表)


1. 前言:

当我们学习了单链表之后,我能可以尝试的刷一下题了,以下分享一下几道题的解法

2. 移除链表元素

题目链接:. - 力扣(LeetCode)

思路:

我们这里可以通过创建一个新链表的形式,用来接收原链表里面不等于val的值,把他拿下来尾插,这里题目规定了原链表的值可能是0,就表示原链表是空链表,那我们进行判断,如果原链表为空,我们直接将原链表返回去,如果不为空,我们就进行遍历原链表,来判断原链表的值是否等于给定的val,然后拿下来在新链表中进行尾插操作,最后,判断一下新链表的尾是否是空的,如果不是空,我们需要将它手动置空,最后我们返回新链表的头即可。

代码

 typedef struct ListNode sln;//类型重命名,简化写法
struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val) {
    if(head == NULL)//如果链表为空,我们直接将原链表返回去
    {
        return head;
    }
    else
    {
        //我们创建新链表
        sln* newnode = NULL;
        sln* ptail = NULL;
        //创建一个指针用来遍历原链表
        sln*pcur = head;
        while(pcur)
        {
            //如果原链表里面的值不等于val,我们就拿下来尾插
            if(pcur->val != val)
            {
                //如果新链表为空,此时,这个链表的头和尾就都是拿下来的数据
                if(newnode == NULL)
                {
                    newnode = pcur;
                    ptail = pcur;
                }
                else
                {
                    //链表不为空,进行尾插
                     ptail->next = pcur;
                     ptail = ptail->next;
                }
            }
            pcur = pcur->next;
        }
        if(ptail)//这里判断,ptail是否是空节点,如果不是,我们需要将它指向空
        ptail->next = NULL;
        //返回新链表的头
        return newnode;
    }
}

3. 反转链表

题目:. - 力扣(LeetCode)

思路:

其实这里我们看到这个题目的时候,首先肯定是想到的是创建一个新链表,将原链表的节点拿下来一个个头插,但是这个方法写起来有点麻烦,我们这里用到一个新的方法来解,就是定义三个p1,p2和p3指针,分别指向空,头节点,和头节点下一个节点,将p2指向p1之后,将他们3个指针都往后移动,最后p2走到空了的话,p1此时就是头节点了,直接返回p1.

代码

 typedef struct ListNode sln;//类型重命名 简化写法
struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head) {
   if(head == NULL)//判断链表是否为空
   {//如果为空直接返回原链表
    return head;
   }
   //定义三个指针,分别指向空,头节点和头节点下一个节点
   sln* p1 = NULL;
   sln* p2 = head;
   sln* p3 = head->next;
   while(p2)//当p2走到空了说明p1是头节点
   {
     p2->next = p1;
     p1 = p2;
     p2 = p3;
     if(p3 != NULL)//增加一个判断条件,如果p3走到空了,我们访问p3就会出错
        p3 = p3->next;
   }
   //直接返回p1
   return p1;
}

4. 合并两个有序链表

题目:. - 力扣(LeetCode)

思路:

这个题目,我能可以使用创建新链表的方式来解决,我们先创建一个新链表,然后再创建两个指针,分别用来遍历原链表里面的数据,如果1链表里的节点数据小于2链表里的节点数据,我们就把它拿下来尾插到新链表,反之将2链表里面的数据拿下来了尾插到新链表里面,

但是我们要考虑两种情况,就是如果1链表已经遍历完了,但是2链表里面还有数据,那么我们就将2链表里面的数据拿下来了尾插到新链表里面,反之将1链表里面的数据尾插到新链表中。

代码

 typedef struct ListNode sln;
struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2) {
    if(list1 == NULL)
    {
        //如果list1为空链表,直接返回list2
        return list2;
    }
    if(list2 == NULL)
    {
        //如果list2为空链表,直接返回list1
        return list1;
    }
    //创建新链表
    sln* newnode = (sln*)malloc(sizeof(sln));
    sln* ptail = newnode;
    //定义两个指针,分别指向两个链表的头节点
    sln* p1 = list1;
    sln* p2 = list2;
    //循环遍历两个链表
    while(p1&&p2)
    {
        //如果p1<p2
        if(p1->val<p2->val)
        {//把p1拿下来尾插,p1向后走
            ptail->next = p1;
            ptail = ptail->next;
            p1 = p1->next;
        }
        else
        {//把p2拿下来尾插,p2往后走
            ptail->next =p2;
            ptail = ptail->next;
            p2 = p2->next;
        }
    }
    //可能p2走到空了,p1里面还有元素
    if(p1)
    {//拿下来尾插
        ptail->next = p1;
        ptail = ptail->next;
    }
    if(p2)//可能p1走到空了,p2里面还有元素
    {//拿下来尾插
        ptail->next =p2;
        ptail = ptail->next;
    }
    sln* ret = newnode->next;
    free(newnode);//动态申请的空间,手动释放
    newnode = NULL;
    return ret;
}

5. 链表的中间节点

题目:. - 力扣(LeetCode)

思路:

我们要找到链表的中间节点,我们可以采取计数器的方法,先遍历一遍链表,然后取计数器的中间值,在遍历一遍链表,返回中间值时的节点,这样也可以解题,但是需要遍历两遍链表,比较麻烦。那么我们就采取另一种方法。

快慢指针的方法。

我们定义两个指针,让他们遍历链表,但是两个指针的移动速度不一样,快指针一次走两步,慢指针一次走1步,这样,当快指针遍历完链表或者走到链表的尾节点时,此时慢指针就刚好走到链表的中间节点位置,直接返回慢指针指向的节点,这样就可以找到链表的中间节点了

代码:

 typedef struct ListNode sln;
struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head) {
    //我们定义两个指针
    sln* slow = head;
    sln* fast = head;
    while(fast&&fast->next!=NULL)
    {
        //让这两个直接按照不同的速度往后走
        //2*slow = fast
        slow = slow->next;
        fast = fast->next->next;
    }
    return slow;
}

6. 环形链表的约瑟夫问题

题目: 环形链表的约瑟夫问题_牛客题霸_牛客网

什么是约瑟夫问题呢?

来自百度:

思路:

这里,我们知道报到指定数目,指定数目的人就要离开,我们首先需要定义一个计数器,然后我们需要使用到两个指针,一个指针用来遍历链表,一个指针记录住遍历链表的指针的上一次节点,然后循环遍历链表,直到链表只剩最后一个节点,跳出循环,返回最后一个节点里面的值就可以了。

代码:

 typedef struct ListNode sln;
//创建节点
 sln* BuyNode(int x)
 {
    sln* newnode = (sln*)malloc(sizeof(sln));
    if(newnode == NULL)
    {
        perror("malloc");
        exit(1);
    }
    newnode->val = x;
    newnode->next = NULL;
    return newnode;
 }
 //创建带环链表
 sln * CircleNode(int x)
 {
    sln* newnode = BuyNode(1);
    sln* ptail = newnode;
    for(int i = 2;i <= x;i++)
    {
        ptail->next = BuyNode(i);
        ptail = ptail->next;
    }
    ptail->next = newnode;
    return ptail;
 }

int ysf(int n, int m ) {
    //创建一个指针指向头节点
    sln*prev = CircleNode(n);
    //创建一个指针指向头节点的前一个节点
    sln*phead = prev->next;
    // write code here
    int count = 1;//定义计数器
    while(phead->next!= phead)//链表如果只有一个节点就跳出循环
    {
        if(count == m)//当计数器==给定数目时,需要删除节点
        {
            prev->next = phead->next;
            free(phead);
            phead = prev->next;
            count = 1;
        }
        else //不==,让两个指针都往后,计数器++
        {
            prev = phead;
            phead = phead->next;
            count++;
        }       
    }
    //返回最后一个节点里面的数据
    return phead->val;
}

7. 分割链表

题目:. - 力扣(LeetCode)

思路:

这里我们可以采取创建两个新链表的形式,一个用来接收小于x的节点,另一个用来接收大于或等于x的节点。然后将两个链表首尾链接的方式,并且将用头节点连接的尾节点指向空。

代码:

typedef struct ListNode sln;
struct ListNode* partition(struct ListNode* head, int x){
  if(head == NULL)//判断原链表是否为空
  {
    return head;
  }
  //创建一个指针来遍历原链表
  sln*pcur = head;
  //这里创建一个大链表来就收原链表大于x的节点
  sln*large = (sln*)malloc(sizeof(sln));
  sln* ptail = large;
  //创建一个小链表来接收原链表小于x的节点
  sln* little = (sln*)malloc(sizeof(sln));
  sln*pend = little;
  while(pcur)
  {
    if(pcur->val<x)
    {
        pend->next = pcur;
        pend = pend->next;
    }
    else
    {
        ptail->next = pcur;
        ptail = ptail->next;
    }
    pcur = pcur->next;
  }
  //遍历完原链表
  //将大小链表连接,将大链表尾节点指向空
  ptail->next = NULL;
   pend->next =large->next;
  //释放申请的空间
  sln*ret = little->next;
  free(little);
  free(large);
  little = large = NULL;
  return ret;
}
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