【链表】算法例题

八、链表

57. 环形链表 ① ×

58. 两数相加 ② √

59. 合并两个有序链表 ① √-

60. 随机链表的复制 ②

61. 反转链表II ② ×

62. K个一组翻转链表 ③

63. 删除链表的倒数第N个结点 ② √-

64. 删除排序链表中的重复元素II ② √-

65. 旋转链表 ② √-

66. 分隔链表 ② √

67. LRU缓存 ②

八、链表

57. 环形链表 ① ×

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）。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。

如果链表中存在环 ，则返回 true 。否则，返回 false 。

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

示例 2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。

示例 3：

输入：head = [1], pos = -1
输出：false
解释：链表中没有环。

提示：

链表中节点的数目范围是 [0, 104]
-105 <= Node.val <= 105
pos 为 -1 或者链表中的一个 有效索引 。

进阶：你能用 O(1)（即，常量）内存解决此问题吗？

力扣解析：

力扣（LeetCode）官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台

方法2：（0ms）

    public boolean hasCycle(ListNode head) {if (head == null || head.next == null) return false;int n = 10010;while (n -- > 0) {head = head.next;if (head == null) return false;}return true;}

58. 两数相加 ② √

给你两个非空的链表，表示两个非负的整数。它们每位数字都是按照逆序的方式存储的，并且每个节点只能存储一位数字。

请你将两个数相加，并以相同形式返回一个表示和的链表。

你可以假设除了数字 0 之外，这两个数都不会以 0 开头。

示例 1：

输入：l1 = [2,4,3], l2 = [5,6,4]
输出：[7,0,8]
解释：342 + 465 = 807.

示例 2：

输入：l1 = [0], l2 = [0]
输出：[0]

示例 3：

输入：l1 = [9,9,9,9,9,9,9], l2 = [9,9,9,9]
输出：[8,9,9,9,0,0,0,1]

提示：

每个链表中的节点数在范围 [1, 100] 内
0 <= Node.val <= 9
题目数据保证列表表示的数字不含前导零

方法1：（1ms）

    public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {ListNode head = new ListNode();ListNode temp = head;int more = 0;int res = 0;while (!(l1 == null && l2 == null)){res = (l1 != null? l1.val : 0) + (l2 != null? l2.val : 0) + more;if (res > 9){res = res - 10;more = 1;}else {more = 0;}ListNode newNode = new ListNode(res);temp.next = newNode;temp = temp.next;if (l1.next != null){l1 = l1.next;}if (l2.next != null){l2 = l2.next;}}if (more == 1){temp.next = new ListNode(more);}return head.next;}

59. 合并两个有序链表 ① √-

将两个升序链表合并为一个新的升序链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。

示例 1：

输入：l1 = [1,2,4], l2 = [1,3,4]
输出：[1,1,2,3,4,4]

示例 2：

输入：l1 = [], l2 = []
输出：[]

示例 3：

输入：l1 = [], l2 = [0]
输出：[0]

提示：

两个链表的节点数目范围是 [0, 50]
-100 <= Node.val <= 100
l1 和 l2 均按 非递减顺序 排列

方法1：（0ms）

    public ListNode mergeTwoLists(ListNode list1, ListNode list2) {if (list1 == null && list2 == null) {return null;} else if (list1 == null && list2 != null) {return list2;} else if (list1 != null && list2 == null) {return list1;}ListNode head = new ListNode();ListNode left = list1;ListNode right = list2;ListNode temp = head;while (left != null && right != null) {if (left.val < right.val) {temp.next = left;left = left.next;} else {temp.next = right;right = right.next;}temp = temp.next;}if (left == null) {temp.next = right;} else if (right == null) {temp.next = left;}return head.next;}

方法2：（0ms 递归）

    public ListNode mergeTwoLists(ListNode list1, ListNode list2) {if (list1 == null) {return list2;}else if (list2 == null) {return list1;}else if (list1.val < list2.val) {list1.next = mergeTwoLists(list1.next, list2);return list1;}else {list2.next = mergeTwoLists(list1, list2.next);return list2;}}

60. 随机链表的复制 ②

61. 反转链表II ② ×

给你单链表的头指针 head 和两个整数 left 和 right ，其中 left <= right 。请你反转从位置 left 到位置 right 的链表节点，返回 反转后的链表 。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4,5], left = 2, right = 4
输出：[1,4,3,2,5]

示例 2：

输入：head = [5], left = 1, right = 1
输出：[5]

提示：

链表中节点数目为 n
1 <= n <= 500
-500 <= Node.val <= 500
1 <= left <= right <= n

力扣（LeetCode）官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台

方法2：（0ms）

    public ListNode reverseBetween(ListNode head, int m, int n) {// 定义一个dummyHead, 方便处理ListNode dummyHead = new ListNode(0);dummyHead.next = head;// 初始化指针ListNode g = dummyHead;ListNode p = dummyHead.next;// 将指针移到相应的位置for(int step = 0; step < m - 1; step++) {g = g.next; p = p.next;}// 头插法插入节点for (int i = 0; i < n - m; i++) {ListNode removed = p.next;p.next = p.next.next;removed.next = g.next;g.next = removed;}return dummyHead.next;}作者：贾卷积
链接：https://leetcode.cn/problems/reverse-linked-list-ii/solutions/138910/java-shuang-zhi-zhen-tou-cha-fa-by-mu-yi-cheng-zho/

62. K个一组翻转链表 ③

63. 删除链表的倒数第N个结点 ② √-

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。

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]

提示：

链表中结点的数目为 sz
1 <= sz <= 30
0 <= Node.val <= 100
1 <= n <= sz

进阶：你能尝试使用一趟扫描实现吗？

方法1：（0ms）

    public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {if (head.next == null && n == 1){return null;}int count = 1;ListNode temp = head;while (temp.next != null){count++;temp = temp.next;}if (n == count){return head.next;}else {int cnt = 1;temp = head;while (cnt < count - n) {cnt++;temp = temp.next;}temp.next = temp.next.next;return head;}}

方法2：（0ms）

解题思路：
整体思路是让前面的指针先移动 n 步，之后前后指针共同移动直到前面的指针到尾部为止
首先设立预先指针 pre
设预先指针 pre 的下一个节点指向 head，设前指针为 start，后指针为 end，二者都等于 pre
start 先向前移动n步
之后 start 和 end 共同向前移动，此时二者的距离为 n，当 start 到尾部时，end 的位置恰好为倒数第 n 个节点
因为要删除该节点，所以要移动到该节点的前一个才能删除，所以循环结束条件为 start.next != null
删除后返回 pre.next，为什么不直接返回 head 呢，因为 head 有可能是被删掉的点
时间复杂度：O(n)

作者：画手大鹏
链接：https://leetcode.cn/problems/remove-nth-node-from-end-of-list/solutions/7803/hua-jie-suan-fa-19-shan-chu-lian-biao-de-dao-shu-d/

    //通过快慢指针来解决，类似于你要删除中间元素的题public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {//定义一个伪节点，用于返回结果ListNode dumpy = new ListNode(0);dumpy.next = head;//定义一个快指针,指向伪节点，用于遍历链表ListNode prev = dumpy;//定一个慢指针，ListNode tail = dumpy;//让快指针先移动 n 步while(n >0){prev = prev.next;n--;}//只要快指针不指向空，就继续循环while(prev.next !=null){//让快慢指针同时移动tail = tail.next;prev = prev.next;}//这时慢指针移动到的位置就是，要删除节点的前一个节点//所以只要删除当前节点的下一个节点tail.next = tail.next.next;//返回为指针指向的头节点return dumpy.next;}

64. 删除排序链表中的重复元素II ② √-

给定一个已排序的链表的头 head ， 删除原始链表中所有重复数字的节点，只留下不同的数字 。返回 已排序的链表 。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,3,4,4,5]
输出：[1,2,5]

示例 2：

输入：head = [1,1,1,2,3]
输出：[2,3]

提示：

链表中节点数目在范围 [0, 300] 内
-100 <= Node.val <= 100
题目数据保证链表已经按升序排列

方法1：（0ms）

    public static ListNode deleteDuplicates(ListNode head) {if (head == null || head.next == null){return head;}ListNode pre = new ListNode(0);pre.next = head;ListNode newNode = pre;while (head != null && head.next != null){if (head.val != head.next.val) {   // 用值做比较，而不是两个节点做比较，节点一定不相等head = head.next;pre = pre.next;}else {while (head.next != null && head.next.val == head.val){  // 用值做比较head = head.next;}head = head.next;pre.next = head;}}return newNode.next;}

解题思路：力扣（LeetCode）官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台

65. 旋转链表 ② √-

给你一个链表的头节点 head ，旋转链表，将链表每个节点向右移动 k 个位置。

示例 1：

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

示例 2：

输入：head = [0,1,2], k = 4
输出：[2,0,1]

提示：

链表中节点的数目在范围 [0, 500] 内
-100 <= Node.val <= 100
0 <= k <= 2 * 109

方法1：（1842ms）

    public static ListNode rotateRight(ListNode head, int k) {if (head == null || head.next == null || k == 0){return head;}ListNode temp = head;ListNode pre = new ListNode(0);pre.next = head;int cnt = 0;while (cnt < k - 1){if (temp.next == null){temp = head;}else {temp = temp.next;}cnt++;}while (temp != null){pre = pre.next;temp = temp.next;}ListNode cur = pre;while (pre.next != null){pre = pre.next;}while (head != cur){pre.next = new ListNode(head.val);pre = pre.next;head = head.next;}return cur;}

方法2：（0ms）

    public static ListNode rotateRight(ListNode head, int k) {if(head == null || head.next == null || k <= 0) {return head;}int n = 0;ListNode p = head;while(p != null) {p = p.next;n++;}k = k%n;if(k == n || k == 0) {return head;}ListNode slow = head , fast = head;for(int i=0; i<n-1; i++) {if(i >= k) {slow = slow.next;}fast = fast.next;}ListNode ans = head;ans = slow.next; //slow为新链表头结点的前一个节点 slow.next = null; //在旧链表中将新链表头结点与之前的节点斩断fast.next = head;  //旧链表的尾节点连接上旧链表的头结点return ans;}

66. 分隔链表 ② √

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。

你应当保留两个分区中每个节点的初始相对位置。

示例 1：

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

示例 2：

输入：head = [2,1], x = 2
输出：[1,2]

提示：

链表中节点的数目在范围 [0, 200] 内
-100 <= Node.val <= 100
-200 <= x <= 200

方法1：（0ms）

    public static ListNode partition(ListNode head, int x) {if (head == null || head.next == null){return head;}ListNode pre = new ListNode(0);pre.next = head;ListNode temp = head;ListNode newList = pre;while (temp != null && temp.val < x){temp = temp.next;pre = pre.next;}if (temp == null){return head;}ListNode cur = temp;ListNode newPre = new ListNode(0);newPre.next = temp;ListNode newCur = cur;while (cur != null){if (cur.val < x){newCur = cur.next;pre.next = new ListNode(cur.val);pre = pre.next;cur = newCur;newPre.next = cur;}else {cur = cur.next;newPre = newPre.next;}}pre.next = temp;return newList.next;}

方法2：（0ms）:力扣（LeetCode）官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台

    public ListNode partition(ListNode head, int x) {ListNode smlDummy = new ListNode(0), bigDummy = new ListNode(0);ListNode sml = smlDummy, big = bigDummy;while (head != null) {if (head.val < x) {sml.next = head;sml = sml.next;} else {big.next = head;big = big.next;}head = head.next;}sml.next = bigDummy.next;big.next = null;return smlDummy.next;}作者：Krahets
链接：https://leetcode.cn/problems/partition-list/solutions/2362068/86-fen-ge-lian-biao-shuang-zhi-zhen-qing-hha7/
来源：力扣（LeetCode）
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。