链表刷题详解

203.移除链表元素

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题意：删除链表中等于给定值 val 的所有节点。

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

示例 2： 输入：head = [], val = 1 输出：[]

示例 3： 输入：head = [7,7,7,7], val = 7 输出：[]

/*** 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 removeElements(ListNode head, int val) {ListNode dummy =new ListNode(-1);dummy.next=head;ListNode cur =head;ListNode pre =dummy;while( cur != null){if(cur.val ==val){pre.next=cur.next;}else{pre=cur;}cur =cur.next;}return dummy.next;}
}

删除时需要知道前面一个节点和当前节点，如果不等于只需 pre =cur 就可以了，cur =cur.next则是等于不等于都要执行的。

707.设计链表

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题意：

在链表类中实现这些功能：

• get(index)：获取链表中第 index 个节点的值。如果索引无效，则返回-1。
• addAtHead(val)：在链表的第一个元素之前添加一个值为 val 的节点。插入后，新节点将成为链表的第一个节点。
• addAtTail(val)：将值为 val 的节点追加到链表的最后一个元素。
• addAtIndex(index,val)：在链表中的第 index 个节点之前添加值为 val 的节点。如果 index 等于链表的长度，则该节点将附加到链表的末尾。如果 index 大于链表长度，则不会插入节点。如果index小于0，则在头部插入节点。
• deleteAtIndex(index)：如果索引 index 有效，则删除链表中的第 index 个节点。

class LinkNode{int val;LinkNode next;LinkNode(){}LinkNode(int val){this.val =val;}
}class MyLinkedList {int size;LinkNode head;public MyLinkedList() {size =0;head = new LinkNode(0);}public int get(int index) {if(index<0 || index>size-1) return -1;LinkNode cur=head.next;while(index>0){cur=cur.next;    index--;}return cur.val;}public void addAtHead(int val) {LinkNode newNode = new LinkNode(val);newNode.next=head.next;head.next=newNode;size++;// LinkNode cur =head.next;// LinkNode pre =head;// LinkNode valNode =new LinkNode(val);// valNode.next=cur;// pre.next=valNode;// size++;}public void addAtTail(int val) {LinkNode tmp = head;LinkNode newNode =new LinkNode(val);while(tmp.next !=null){tmp=tmp.next;}tmp.next=newNode;newNode.next=null;size++;}public void addAtIndex(int index, int val) {if (index > size) {return;}if (index < 0) {index = 0;}LinkNode newNode =new LinkNode(val);LinkNode pre =head;LinkNode cur =head.next;while(index>0){pre=pre.next;cur=cur.next;index--;}newNode.next= cur;pre.next= newNode;size++;}public void deleteAtIndex(int index) {if (index < 0 || index >= size) {return;}LinkNode pre = head;LinkNode cur = head.next;while(index>0){index--;pre= pre.next;cur=cur.next;}pre.next=cur.next;size--;}
}

PS:要学会定义链表

206.反转链表

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题意：反转一个单链表。

示例: 输入: 1->2->3->4->5->NULL 输出: 5->4->3->2->1->NULL

/*** 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) {ListNode pre =null;ListNode cur =head;ListNode tmp;while(cur !=null){tmp =cur.next;cur.next= pre;pre =cur ;cur =tmp;}return pre;}
}

PS:无需虚拟头结点，直接操作即可，需要一个tmp来保存当前的下一个节点，本来null在最后面，反转后要在最前面

24. 两两交换链表中的节点

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给定一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后的链表。

你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际的进行节点交换。

/*** 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 swapPairs(ListNode head) {ListNode dummy = new ListNode(-1,head);ListNode cur =dummy;ListNode firstNode ;ListNode secondNode ;ListNode tmp;while(cur.next!=null && cur.next.next !=null){tmp =cur.next.next.next;firstNode =cur.next;secondNode = cur.next.next;cur.next= secondNode;secondNode.next=firstNode;firstNode.next=tmp;cur=firstNode;}return dummy.next;}
}

PS:做这种交换节点最好要画图，这题需要虚拟头结点，和上一题不同的是，这题需要返回第一个节点的值，就是dummy.next，而上一题反转链表后的第一个节点就是NULL.cur=firstNode中因为second和first已经换过位置了，所以相当于cur前进了两个，因为用到了cur.next.next.next;，所以要保证cur.next.next不为null，当然前提是cur.next不为null

删除链表的倒数第N个节点

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给你一个链表，删除链表的倒数第 n 个结点，并且返回链表的头结点。

进阶：你能尝试使用一趟扫描实现吗？

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4,5], n = 2 输出：[1,2,3,5] 示例 2：

输入：head = [1], n = 1 输出：[] 示例 3：

输入：head = [1,2], n = 1 输出：[1]

/*** 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 removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {ListNode dummy = new ListNode(-1,head);ListNode fastNode=dummy;ListNode slowNode=dummy;while(n>0){fastNode=fastNode.next;n--;}fastNode=fastNode.next;while(fastNode!=null ){fastNode=fastNode.next;slowNode=slowNode.next;}slowNode.next=slowNode.next.next;return dummy.next;}}

PS：寻找倒数节点时可以使用双指针的方法

双指针的经典应用，如果要删除倒数第n个节点，让fast移动n步，然后让fast和slow同时移动，直到fast指向链表末尾。删掉slow所指向的节点就可以了。

思路是这样的，但要注意一些细节。

分为如下几步：

• 首先这里我推荐大家使用虚拟头结点，这样方便处理删除实际头结点的逻辑，如果虚拟头结点不清楚
• 定义fast指针和slow指针，初始值为虚拟头结点，如图：

• fast首先走n + 1步 ，为什么是n+1呢，因为只有这样同时移动的时候slow才能指向删除节点的上一个节点（方便做删除操作），如图：
• fast和slow同时移动，直到fast指向末尾，如题：
• 删除slow指向的下一个节点，如图：

面试题 02.07. 链表相交

同：160.链表相交

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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。如果两个链表没有交点，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 。

示例 1：

示例 2：

示例 3：

/*** 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) {ListNode cur1=headA;ListNode cur2=headB;int lenA =0;int lenB =0;while(cur1!=null){cur1=cur1.next;lenA++;}while(cur2!=null){cur2=cur2.next;lenB++;}ListNode tmpA =headA;ListNode tmpB =headB;if(lenA>lenB){int n =lenA -lenB;while(n>0){tmpA=tmpA.next;n--;}}else{int n =lenB -lenA;while(n>0){tmpB=tmpB.next;n--;}}while(tmpA!=null){if(tmpA==tmpB) return tmpA;tmpA=tmpA.next;tmpB=tmpB.next;}return null;}
}

PS:这题较为简单，因为比的是地址，所以不用考虑值相等而非地址相等的情况，可以先分别算出两个链表的长度，让长的链表先移动长度之差的距离，然后再一一判断两个指针是否相等，注意if(tmpAtmpB) return tmpA;要放在一开始就执行，因为公共节点可能是移动后的第一个节点

142.环形链表II

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

为了表示给定链表中的环，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。

说明：不允许修改给定的链表。

思路是定义一个快指针移动2个单位，定义一个慢指针每次移动一个单位，如果最后快指针与慢指针相等，则可以判断有环，若最后快指针指向了null，则证明该链表没有环了，接下来判断入环的第一个节点，需要使用数学的方法

如果有环，如何找到这个环的入口

此时已经可以判断链表是否有环了，那么接下来要找这个环的入口了。

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。 如图所示：

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。

所以要求x ，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。

动画如下：

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。

public class Solution {public ListNode detectCycle(ListNode head) {ListNode fast = head;ListNode slow =head;while(fast!=null && fast.next !=null){fast=fast.next.next;slow=slow.next;if(fast==slow){ListNode tmp2 =fast;ListNode tmp = head;while(tmp!=tmp2){tmp2=tmp2.next;tmp= tmp.next;}return tmp;}}return null;}
}

  ListNode fast = head;ListNode slow =head;while(fast!=null && fast.next !=null){fast=fast.next.next;slow=slow.next;if(fast==slow){ListNode tmp2 =fast;ListNode tmp = head;while(tmp!=tmp2){tmp2=tmp2.next;tmp= tmp.next;}return tmp;}}return null;
}

}