LeetCode 203. 移除链表元素

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：

ini 复制代码

输入： head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6
输出： [1,2,3,4,5]

示例 2：

ini 复制代码

输入： head = [], val = 1
输出： []

示例 3：

ini 复制代码

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

这里以链表 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。

还要说明一下，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。

这种情况下的移除操作，就是让节点next指针直接指向下下一个节点就可以了，

那么因为单链表的特殊性，只能指向下一个节点，刚刚删除的是链表的中第二个，和第四个节点，那么如果删除的是头结点又该怎么办呢？

这里就涉及如下链表操作的两种方式：

直接使用原来的链表来进行删除操作。
设置一个虚拟头结点在进行删除操作。

来看第一种操作：直接使用原来的链表来进行移除。

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。

所以头结点如何移除呢，其实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。

这样移除了一个头结点，是不是发现，在单链表中移除头结点和移除其他节点的操作方式是不一样，其实在写代码的时候也会发现，需要单独写一段逻辑来处理移除头结点的情况。

那么可不可以以一种统一的逻辑来移除链表的节点呢。

其实可以设置一个虚拟头结点，这样原链表的所有节点就都可以按照统一的方式进行移除了。

来看看如何设置一个虚拟头。依然还是在这个链表中，移除元素1。

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。

这样是不是就可以使用和移除链表其他节点的方式统一了呢？

来看一下，如何移除元素1 呢，还是熟悉的方式，然后从内存中删除元素1。

最后呢在题目中，return 头结点的时候，别忘了 return dummyNode->next;，这才是新的头结点

直接使用原来的链表来进行移除节点操作：

kotlin 复制代码

class ListNode(var `val`: Int) {
    var next: ListNode? = null
}

class Solution {
    fun removeElements(head: ListNode?, `val`: Int): ListNode? {
        var newHead: ListNode? = head

        while (newHead != null && newHead.`val` == `val`) {
            newHead = newHead.next
        }

        var curNode = newHead
        while (curNode != null && curNode.next != null) {
            if (curNode.next?.`val` == `val`) {
                curNode.next = curNode.next?.next
            } else {
                curNode = curNode.next
            }
        }
        return newHead
    }
}

时间复杂度: O(n)
空间复杂度: O(1)

设置一个虚拟头结点在进行移除节点操作：

kotlin 复制代码

class ListNode(var `val`: Int) {
    var next: ListNode? = null
}

class Solution {
    fun removeElements(head: ListNode?, `val`: Int): ListNode? {
        // 使用虚拟节点，令该节点指向head
        val dummyNode = ListNode(-1)
        dummyNode.next = head
        var curNode: ListNode? = dummyNode
        while (curNode?.next != null) {
            if (curNode.next?.`val` == `val`) {
                curNode.next = curNode.next?.next
            } else {
                curNode = curNode.next
            }
        }
        // 注意：返回的不是虚拟节点
        return dummyNode.next
    }
}

时间复杂度: O(n)
空间复杂度: O(1)

也可以通过递归的思路解决本题:

基础情况：对于空链表，不需要移除元素。

递归情况：首先检查头节点的值是否为 val，如果是则移除头节点，答案即为在头节点的后续节点上递归的结果；如果头节点的值不为 val，则答案为头节点与在头节点的后续节点上递归得到的新链表拼接的结果。

java 复制代码

/**
 * 时间复杂度 O(n)
 * 空间复杂度 O(n)
 * @param head
 * @param val
 * @return
 */
class Solution {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
        if (head == null) {
            return head;
        }

        // 假设 removeElements() 返回后面完整的已经去掉val节点的子链表
        // 在当前递归层用当前节点接住后面的子链表
        // 随后判断当前层的node是否需要被删除，如果是，就返回
        // 也可以先判断是否需要删除当前node，但是这样条件语句会比较不好想
        head.next = removeElements(head.next, val);
        if (head.val == val) {
            return head.next;
        }
        return head;

        // 实际上就是还原一个从尾部开始重新构建链表的过程
    }
}

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(n)