【数据结构】“单链表”的练习题（二）

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文章目录

链表的回文结构
160.相交链表
141.环形链表（LeetCode）
leetcode142.环形链||
LeetCode138.复制带随机指针的链表

前言：

最近在刷题的铁子们，你们在做题的时候一定要画图，人的思维固然很强，但是把图画好是真香啊！遇到BUGl了照着图分析，十分简洁明朗，事半功倍。

链表的回文结构

题目：对于一个链表，请设计一个时间复杂度为O(n),额外空间复杂度为O(1)的算法，判断其是否为回文结构。给定一个链表的头指针A，请返回一个bool值，代表其是否为回文结构。保证链表长度小于等于900。

测试样例： 1->2->2->1 返回：true

思路：
1.找到中间节点
2.从中间节点往后逆置
3.定义快慢指针，向后遍历判断是否相等。
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class PalindromeList {
public:struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head){struct ListNode* slow = head,*fast = head;while(fast&& fast->next){slow = slow->next;fast = fast->next->next;}return slow;}struct ListNode* reveseList(struct ListNode* head){struct ListNode* cur = head;struct ListNode* newhead = nullptr;while(cur){struct ListNode* next = cur->next;cur->next = newhead;newhead  = cur;cur = next;} return newhead;} bool chkPalindrome(ListNode* head) {// write code herestruct ListNode* mid = middleNode(head);struct ListNode* rmid = reveseList(mid);while(rmid && head){if(rmid->val !=head->val){return false;}rmid = rmid->next;head = head->next;}return true;}
};

160.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 。
图示两个链表在节点 c1 开始相交：

题目数据保证整个链式结构中不存在环。

注意，函数返回结果后，链表必须保持其原始结构。

自定义评测：

评测系统的输入如下（你设计的程序不适用此输入）：

intersectVal - 相交的起始节点的值。如果不存在相交节点，这一值为 0 listA - 第一个链表 listB - 第二个链表
skipA - 在 listA 中（从头节点开始）跳到交叉节点的节点数 skipB - 在 listB
中（从头节点开始）跳到交叉节点的节点数评测系统将根据这些输入创建链式数据结构，并将两个头节点 headA 和 headB
传递给你的程序。如果程序能够正确返回相交节点，那么你的解决方案将被视作正确答案。

思路：
1.分别计算listA,listB链表的长度
2.取两绝对值，对齐两个链表，同时开始遍历，当相同就相交了。
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代码：

struct ListNode *getIntersectionNode(struct ListNode *headA, struct ListNode *headB) {struct ListNode* curA = headA,*curB = headB;//分别计算A，B链表的长度int lenA =1,lenB =1;while(curA->next){curA = curA->next;lenA++;}while(curB->next){curB = curB->next;lenB++;}//此时curA，B都已指向最后节点，如果不相等，则说明不相交if(curA != curB){return NULL;}//求出相差的步数int n = abs(lenA-lenB);struct ListNode* LongList = headA,* ShortList = headB;if(lenA<lenB){LongList = headB;ShortList = headA;}//先让长的链表走n步，与短链表对齐while(n--){LongList = LongList->next;}//同时走，找相同；while(LongList!=ShortList){LongList = LongList->next;ShortList = ShortList->next;}return ShortList;
}

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141.环形链表（LeetCode）

给你一个链表的头节点，判断链表中是否有环。head

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪指针再次到达，则链表中存在环。为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。注意：pos 不作为参数进行传递。仅仅是为了标识链表的实际情况。nextpos

如果链表中存在环，则返回。否则，返回。truefalse
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思路：

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代码：

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

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leetcode142.环形链||

题目要求：

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。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。
注意：pos不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。不允许修改链表。

思路分析：
🔸如果链表存在环，则fast和slow会在环内相遇，定义相遇点到入口点的距离为X,定义环的长度为C,定义头到入口的距离为L,fast在slow进入环之后一圈内追上slow,则会得知：
🔸slow所走的步数为:L + X
🔸fast所走的步数为：L + X + N * C
并且fast所走的步数为slow的两倍，故：
🔸2*(L + X) = L + X + N * C
即： L = N * C - X
所以从相遇点开始slow继续走，让一个指针从头开始走，相遇点即为入口节点

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

LeetCode138.复制带随机指针的链表

题目要求：
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·读题·：首先，这道题目的意思是完整的复制一遍链表，难点在于每个节点有一个随机指针，由于题目要求不能指向原来链表，所以他的复制成了一个难点。

解决步骤：
1.在原链表每个节点之后插入一个复制节点（复制前一个节点）。
2.给复制节点中的random进行指向。
3.把所有的复制节点拿下来整理成新列表，
思路图：
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代码：

struct Node* copyRandomList(struct Node* head) {struct Node* cur = head;//复制每个节点并插入到相应节点之后while(cur){struct Node* next = cur->next;struct Node* copy = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));//给copy赋值内容copy->val = cur->val;//插入cur->next = copy;copy->next = next;//向后移动过cur指针和next指针cur = next;}//处理random指向cur = head;while(cur){struct Node* copy = cur->next;if(cur->random==NULL){copy->random = NULL;}else{//精华所在copy->random = cur->random->next;//指向原链表的复制节点}cur = copy->next;}//将新链表整理出来cur = head;//制造一个哨兵位作为新链表的头结点，便于插入 struct Node* copyhead = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));copyhead->val = 1;copyhead->next = NULL;copyhead->random = NULL;//定义一个节点，遍历新链表。为了保存原链表的头。struct Node* pcopyhead = copyhead;while(cur){struct Node* copy = cur->next;struct Node* next = copy->next;//尾插到新链表pcopyhead->next = copy;pcopyhead = pcopyhead->next;//恢复原链表cur->next = next;cur = next;}return copyhead->next;
}