C++刷题 – 链表

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1.删除链表的倒数第 N 个结点

https://leetcode.cn/problems/remove-nth-node-from-end-of-list/

快慢指针的应用

• fast指针先移动N步，slow依然指向head；
• 然后fast和slow同时移动，直到fast指向链表最后一个节点的next，也就是空，此时slow就指向了倒数第N个节点；

/*** 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) {if(head == nullptr || head->next == nullptr){return nullptr;}ListNode* fast = head;ListNode* slow = head;ListNode* prev = nullptr;//fast指针先移动N步，slow依然指向headfor(int i = 0; i < n; i++){fast = fast->next;}//然后fast和slow同时移动，直到fast指向链表最后一个节点的next，也就是空，此时slow就指向了倒数第N个节点while(fast){fast = fast->next;prev = slow;slow = slow->next;}if(prev) {prev->next = slow->next;delete(slow);}else // 如果prev为空，则删除的是头结点{prev = head;head = head->next;delete(prev);}return head;}
};

2.链表相交

https://leetcode.cn/problems/intersection-of-two-linked-lists-lcci/description/

• 两个链表相交之后的部分一定是相同的；
• 可以分别计算两个链表的长度，然后计算长度差
• 让两个链表从末尾对齐，如下图所示，指针curA和curB同时向后遍历，直到两者的指针地址相同；
  

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     ListNode *next;*     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}* };*/
class Solution {
public:ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {int cntA = 0, cntB = 0;ListNode* curA = headA;ListNode* curB = headB;//遍历得到AB的长度while(curA){cntA++;curA = curA->next;}while(curB){cntB++;curB = curB->next;}//计算长度差，让长链表先走int skip = abs(cntA - cntB);ListNode* longerList = headA;ListNode* shorterList = headB;if(cntA < cntB){swap(longerList, shorterList);}curA = longerList;curB = shorterList;while(skip--){curA = curA->next;}//两个指针一起走while(curA != curB){curA = curA->next;curB = curB->next;}return curA;}
};

3.环形链表

https://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle-ii/description/

判断链表是否有环

• 快慢指针：分别定义 fast 和 slow 指针，从头结点出发，fast指针每次移动两个节点，slow指针每次移动一个节点，如果 fast 和 slow指针在途中相遇 ，说明这个链表有环
• fast指针一定先进入环中，如果fast指针和slow指针相遇的话，一定是在环中相遇；
• 这是因为fast是走两步，slow是走一步，其实相对于slow来说，fast是一个节点一个节点的靠近slow的，所以fast一定可以和slow重合

找到这个环的入口

• 假设从头结点到环形入口节点 的节点数为x。 环形入口节点到 fast指针与slow指针相遇节点 节点数为y。 从相遇节点 再到环形入口节点节点数为 z。
  -那么相遇时： slow指针走过的节点数为: x + y， fast指针走过的节点数：x + y + n (y + z)，n为fast指针在环内走了n圈才遇到slow指针， （y+z）为 一圈内节点的个数A。
• 因为fast指针是一步走两个节点，slow指针一步走一个节点， 所以 fast指针走过的节点数 = slow指针走过的节点数 * 2
  (x + y) * 2 = x + y + n (y + z)
• 两边消掉一个（x+y）: x + y = n (y + z)
• 因为要找环形的入口，那么要求的是x，因为x表示 头结点到 环形入口节点的的距离。
• 将x单独放在左面：x = n (y + z) - y
• 再从n(y+z)中提出一个 （y+z）来，整理公式之后为如下公式：x = (n - 1) (y + z) + z 注意这里n一定是大于等于1的，因为 fast指针至少要多走一圈才能相遇slow指针
• 先拿n为1的情况来举例，意味着fast指针在环形里转了一圈之后，就遇到了 slow指针了。
  当 n为1的时候，公式就化解为 x = z
• 这就意味着，从头结点出发一个指针，从相遇节点 也出发一个指针，这两个指针每次只走一个节点， 那么当这两个指针相遇的时候就是 环形入口的节点。
• 也就是在相遇节点处，定义一个指针index1，在头结点处定一个指针index2。
  让index1和index2同时移动，每次移动一个节点， 那么他们相遇的地方就是 环形入口的节点。
• 那么 n如果大于1是什么情况呢，就是fast指针在环形转n圈之后才遇到 slow指针。
  其实这种情况和n为1的时候 效果是一样的，一样可以通过这个方法找到 环形的入口节点，只不过，index1 指针在环里 多转了(n-1)圈，然后再遇到index2，相遇点依然是环形的入口节点。

/*** 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* fast = head;ListNode* slow = head;while(fast && fast->next) //如果没有环，fast或者fast->next就会为空{fast = fast->next->next; //快指针一次走两步slow = slow->next; //慢指针一次走一步//若有环，则fast和slow会在环内相遇if(fast == slow){//两个指针从相遇节点和头节点同时向后走，最终的相遇点就是环的入口ListNode* index1 = head;ListNode* index2 = fast;while(index1 != index2){index1 = index1->next;index2 = index2->next;}return index2;}}return nullptr;}
};