Java链表LinkedList经典题目

一.LinkedList的方法

首先先看一下链表的方法：

|------------------------------------------|---------------------------|
| 方法 | 解释 |
| boolean add(E e) | 尾插 |
| void add(int index, E element) | 将 e 插入到 index 位置 |
| boolean addAll(Collection c) | 尾插 c 中的元素 |
| E remove(int index) | 删除 index 位置元素 |
| boolean remove(Object o) | 删除遇到的第一个 o |
| E get(int index) | 获取下标 index 位置元素 |
| E set(int index, E element) | 将下标 index 位置元素设置为 element |
| void clear() | 清空 |
| boolean contains(Object o) | 判断 o 是否在线性表中 |
| int indexOf(Object o) | 返回第一个 o 所在下标 |
| int lastIndexOf(Object o) | 返回最后一个 o 的下标 |
| List subList(int fromIndex, int toIndex) | 截取部分 list |

二.反转链表

题目对应LeetCode：206. 反转链表

java 复制代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if(head==null || head.next==null){
            return head;
        }
        
        ListNode pr=head;
        ListNode cur=head.next;
        ListNode p=cur.next;

        while(cur!=null){
            cur.next=pr;

            pr=cur;
            cur=p;
            if(p!=null){
                p=p.next;
            }
        }

        head.next=null;

        return pr;
    }
}

思路：从前往后将每一个节点的next改成其前一个节点。

定义三个ListNode变量指向三个节点，cur指向的是当前要改变next的节点，pr指向的是cur.next要指向的节点，p是记录的作用，如果cur的next变成指向前面了，那么本来cur后面一个节点就丢失了，无法完成反转。

三.快慢指针在链表的应用

不少题目的解题关键就在快慢指针。

首先是最经典的应用：LeetCode：876. 链表的中间结点

题目意思就是返回中间结点，最笨的办法就是将链表遍历一遍，看看有多少个结点，然后再遍历出中间结点。这里使用快慢指针可以一步到位。

java 复制代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode middleNode(ListNode head) {
        if(head==null){
            return head;
        }

        ListNode slow=head;
        ListNode fast=head;

        while(fast!=null && fast.next!=null){
            slow=slow.next;
            fast=fast.next.next;
        }

        return slow;
    }
}

定义一个快指针和一个慢指针，让快的一下走两步，慢的一下走一步，这样走到最后停止时，slow刚好在中间结点上。

这个可以说是一个元问题，很多链表的题目都有这道题快慢指针的影子。

像非常经典的回文链表问题：CR 027. 回文链表，用的都是快慢指针的思想。

四.相交链表

题目对应LeetCode：160. 相交链表

这是题目的描述：给你两个单链表的头节点 headA 和 headB ，请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表不存在相交节点，返回 null 。

由例图可以看出，在两个单链表相遇之后，交点后面的结点都是相同的。先考虑最简单的情况，如果两个链表的长度相同，那么直接从头开始一个一个遍历，知道找到交点。但是这个方法在双方长度不一时用不了。既然用不了，那我们就借着这个思路改一下，给短的链表补上不就行了，换句话说，链表从后往前对齐，长链表前面多的那部分不可以有结点，直接跳过即可，这样问题就解决了。

java 复制代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        if(headA==null && headB==null){
            return null;
        }

        int len=0;
        int lb=0;
        int la=0;

        ListNode cur=headA;
        while(cur!=null){
            la++;
            cur=cur.next;
        }

        cur=headB;
        while(cur!=null){
            lb++;
            cur=cur.next;
        }

        ListNode l=headA;
        ListNode s=headB;
        len=la-lb;
        if(la<lb){
            l=headB;
            s=headA;
            len=lb-la;
        }

        while(len!=0){
            l=l.next;
            len--;
        }

        while(l!=s && l!=null && s!=null){
            l=l.next;
            s=s.next;
        }

        if(l==s && l!=null){
            return l;
        }else{
            return null;
        }
    }
}

五.链表的环问题

1.是否存在环

题目对应LeetCode：141. 环形链表

应用的也是快慢指针的思想，这个就像在操场上跑步一样，如果一快一慢，而且还是闭环的话，那么两个人一定会相遇。这个同理，如果成环，那么两个指针也是会相遇的。

java 复制代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        if (head == null) return false;
        ListNode slow=head;
        ListNode fast=head;

        while(fast!=null && fast.next!=null){
            slow=slow.next;
            fast=fast.next.next;

            if(slow==fast){
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

2.返回入环后的第一个结点

题目对应LeetCode：142. 环形链表 II

这个题里面有一个数学推导，直接说结果，起点到入环后第一个结点的距离=快慢指针相遇的交点到入环后第一个结点的距离。

这个推导并不难，就初中生水平，大家可以自己试一下。

java 复制代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        ListNode slow=head;
        ListNode fast=head;

        while(true){

            if(fast==null || fast.next==null){
                return null;
            }
            
            slow=slow.next;
            fast=fast.next.next;

            if(fast==slow){
                break;
            }
        }

         slow=head;

        while(slow!=fast){
            slow=slow.next;
            fast=fast.next;
        }

        return slow;
    }
}