【LeetCode】【数据结构】单链表OJ常见题型（二）

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前言：

【LeetCode】面试题02.04. 分割链表

【LeetCode】160. 相交链表

【LeetCode】141. 环形链表

【LeetCode】142. 环形链表Ⅱ

方法一

方法二

前言：

本系列博文博主会讲解链表的经典OJ题目。

欢迎大家📂收藏📂以便未来做题时可以快速找到思路，巧妙的方法可以事半功倍。

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GITEE相关代码：🌟fanfei_c的仓库🌟

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【LeetCode】面试题02.04. 分割链表

原题链接：🍏分割链表🍏

题目：给你一个链表的头节点 head 和一个特定值 x ，请你对链表进行分隔，使得所有小于 x 的节点都出现在 大于或等于 x 的节点之前。

你不需要保留每个分区中各节点的初始相对位置。

本题使用带头结点的单链表更为简单，可以免去极端情况的判断（全大于等于x或全小于x）以及连接两个链表时的麻烦。

所以我们直接申请两个哨兵结点。

令小于x的尾插到lead的链表上；
令大于或等于x的尾插到ghead的链表上。

最后连接两个链表即可。

代码实现：

struct ListNode* partition(struct ListNode* head, int x)
{struct ListNode* ghead,*gtail,*lhead,*ltail;struct ListNode* cur=head;ghead=gtail=(struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));lhead=ltail=(struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));while(cur){if(cur->val<x){ltail->next=cur;// 尾插ltail=ltail->next;}else{gtail->next=cur;// 尾插gtail=gtail->next;}cur=cur->next;}gtail->next=NULL;// 不置空 会导致链表进入循环ltail->next=ghead->next;// 连接两个链表struct ListNode* newhead=lhead->next;// 保存返回值，以便释放与返回free(lhead);free(ghead);return newhead;
}

【LeetCode】160. 相交链表

原题链接：🍏相交链表🍏

题目：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 。

该题可以利用差距步的方法，首先计算两个链表的长度，利用该长度差让长的链表先走差距步。

再同时向后走，当两个指针相等时，该位置即为交点。

代码中的假设法是一种非常值得学习的方法，大家可以自行领悟，我在代码中标识出来了。

代码实现：

struct ListNode *getIntersectionNode(struct ListNode *headA, struct ListNode *headB) 
{struct ListNode* curA=headA;struct ListNode* curB=headB;int numA=1;int numB=1;while(curA->next)// 题目给定链表不为空，且两个循环结束后我们需要利用cur指针来判断是否相交，所以这里采用cur->next来判断结束{curA=curA->next;numA++;// 由于上面循环结束条件为cur->next为空，所以这里的值少1。因此我们定义num的值为1}while(curB->next)// 同上{curB=curB->next;numB++;// 同上}if(curA!=curB)// 不相交{return NULL;}struct ListNode* longList=headA,*shortList=headB;int gap=abs(numA-numB);// 计算差距步，abs绝对值函数if(numA<numB)// 假设法{longList=headB;shortList=headA;}while(gap--)// 令longList走差距步{longList=longList->next;}while(longList!=shortList){longList=longList->next;shortList=shortList->next;}return longList;
}

【LeetCode】141. 环形链表

原题链接：🍏环形链表🍏

题目：给你一个链表的头节点 head ，判断链表中是否有环。

如果链表中存在环 ，则返回 true 。否则，返回 false 。

快慢指针法：

定义两个指针。

一个名为slow，slow每次走一步；
一个名为fast，fast每次走两步。

当fast或者fast->next不为空时持续进行指针移动。

如果该链表为环形链表，那么一定存在某一时刻slow与fast相等，返回true；

如果跳出循环证明链表为非环形链表。

代码实现：

bool hasCycle(struct ListNode *head) 
{struct ListNode* slow=head;struct ListNode* fast=head;while(fast && fast->next){slow=slow->next;fast=fast->next->next;if(slow==fast)return true;}return false;
}

【LeetCode】142. 环形链表Ⅱ

原题链接：🍏环形链表Ⅱ🍏

题目：给定一个链表的头节点 head ，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。

方法一

与上面的思路相同，同样需要首先找到快慢指针相遇的时刻。

因为slow在一圈内必然fast会与其相遇，所以设slow在环内走了X距离。

设环外链表长度L，环的周长为C，slow进环时fast已经走了n圈，fast走的距离是slow走的距离的二倍，我们可以得到2(L+X)=L+n*C+X，即L=(n-1)*C+C-X。

如图：

结论：一个指针在相遇点meet，另一个指针为头指针，两指针同时移动，会在入环点相遇。

代码实现：

struct ListNode* detectCycle(struct ListNode* head)
{struct ListNode* slow = head;struct ListNode* fast = head;while (fast && fast->next){slow = slow->next;fast = fast->next->next;if (slow == fast){struct ListNode* meet = slow;while (head != meet){meet = meet->next;head = head->next;}return head;}}return NULL;
}

方法二

还记得上面的题目相交链表么？

我们可以将该环在相遇点meet处断开，再执行判断相交链表的函数即可。

代码实现：

//相交链表
struct ListNode* getIntersectionNode(struct ListNode* headA, struct ListNode* headB)
{struct ListNode* curA = headA;struct ListNode* curB = headB;int numA = 1;int numB = 1;while (curA->next)// 题目给定链表不为空，且两个循环结束后我们需要利用cur指针来判断是否相交，所以这里采用cur->next来判断结束{curA = curA->next;numA++;// 由于上面循环结束条件为cur->next为空，所以这里的值少1。因此我们定义num的值为1}while (curB->next)// 同上{curB = curB->next;numB++;// 同上}if (curA != curB)// 不相交{return NULL;}struct ListNode* longList = headA, * shortList = headB;int gap = abs(numA - numB);// 计算差距步，abs绝对值函数if (numA < numB)// 假设法{longList = headB;shortList = headA;}while (gap--)// 令longList走差距步{longList = longList->next;}while (longList != shortList){longList = longList->next;shortList = shortList->next;}return longList;
}//环形链表Ⅱ
struct ListNode* detectCycle(struct ListNode* head)
{struct ListNode* slow = head;struct ListNode* fast = head;while (fast && fast->next){slow = slow->next;fast = fast->next->next;if (slow == fast){struct ListNode* meet = slow;struct ListNode* newhead = meet->next;meet->next = NULL;return getIntersectionNode(head, newhead);}}return NULL;
}