【数据结构与算法】之8道顺序表与链表典型编程题心决！

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                                                        数据结构与算法

   个人格言：悟已往之不谏，知来者犹可追

           克心守己，律己则安！

1、顺序表

1.1 合并两个有序数组

1.2 原地移除数组中所有的元素val

2、链表

2.1 移除链表元素

2.2 反转链表

2.3 合并两个有序链表

2.4 链表的中间节点

2.5 环形链表的约瑟夫问题

2.6 分割链表

3、完结散花

1、顺序表

1.1 合并两个有序数组

题目描述：

给你两个按 非递减顺序 排列的整数数组 nums1 和 nums2，另有两个整数 m 和 n ，分别表示 nums1 和 nums2 中的元素数目。

请你合并 nums2 到 nums1 中，使合并后的数组同样按 非递减顺序 排列。

注意：最终，合并后数组不应由函数返回，而是存储在数组 nums1 中。为了应对这种情况，nums1 的初始长度为 m + n，其中前 m 个元素表示应合并的元素，后 n 个元素为 0 ，应忽略。nums2 的长度为 n 。

示例 1：
输入：nums1 = [1,2,3,0,0,0], m = 3, nums2 = [2,5,6], n = 3
输出：[1,2,2,3,5,6]
解释：需要合并 [1,2,3] 和 [2,5,6] 。
合并结果是 [1,2,2,3,5,6] ，其中斜体加粗标注的为 nums1 中的元素。
示例 2：
输入：nums1 = [1], m = 1, nums2 = [], n = 0
输出：[1]
解释：需要合并 [1] 和 [] 。
合并结果是 [1] 。
示例 3：
输入：nums1 = [0], m = 0, nums2 = [1], n = 1
输出：[1]
解释：需要合并的数组是 [] 和 [1] 。
合并结果是 [1] 。
注意，因为 m = 0 ，所以 nums1 中没有元素。nums1 中仅存的 0 仅仅是为了确保合并结果可以顺利存放到 nums1 中。
提示：

nums1.length == m + n
nums2.length == n
0 <= m, n <= 200
1 <= m + n <= 200
-109 <= nums1[i], nums2[j] <= 109

OJ链接：合并两个有序数组

解题代码：

void merge(int* nums1, int nums1Size, int m, int* nums2, int nums2Size, int n) {int tail=nums1Size-1;int p1=m-1;int p2=n-1;while(p1>=0&&p2>=0){if(nums1[p1]>nums2[p2]){nums1[tail--]=nums1[p1--];}else{nums1[tail--]=nums2[p2--];}}if(p1<0){while(p2>=0){nums1[tail--]=nums2[p2--];}}
}

1.2 原地移除数组中所有的元素val

题目描述：

给你一个数组 nums 和一个值 val，你需要原地移除所有数值等于 val 的元素，并返回移除后数组的新长度。

不要使用额外的数组空间，你必须仅使用 O(1) 额外空间并 原地修改输入数组。

元素的顺序可以改变。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

说明:

为什么返回数值是整数，但输出的答案是数组呢?

请注意，输入数组是以「引用」方式传递的，这意味着在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。

你可以想象内部操作如下:
// nums 是以“引用”方式传递的。也就是说，不对实参作任何拷贝
int len = removeElement(nums, val);// 在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。
// 根据你的函数返回的长度, 它会打印出数组中 该长度范围内 的所有元素。
for (int i = 0; i < len; i++) {print(nums[i]);
}
示例 1：
输入：nums = [3,2,2,3], val = 3
输出：2, nums = [2,2]
解释：函数应该返回新的长度 2, 并且 nums 中的前两个元素均为 2。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。例如，函数返回的新长度为 2 ，而 nums = [2,2,3,3] 或 nums = [2,2,0,0]，也会被视作正确答案。
示例 2：
输入：nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2
输出：5, nums = [0,1,3,0,4]
解释：函数应该返回新的长度 5, 并且 nums 中的前五个元素为 0 1,3,0, 4。注意这五个元素可为任意顺序。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。
提示：

0 <= nums.length <= 100
0 <= nums[i] <= 50
0 <= val <= 100

OJ链接移除元素

解题代码：

int removeElement(int* nums, int numsSize, int val) {if(numsSize<=0||nums==NULL)return 0;int cur=0;//用cur去遍历原数组int newNums=0;while(numsSize--){if(nums[cur]==val){cur++;}else{nums[newNums++]=nums[cur++];}}return newNums;
}

2、链表

2.1 移除链表元素

题目描述：

给你一个链表的头节点 head 和一个整数 val ，请你删除链表中所有满足 Node.val == val 的节点，并返回 新的头节点 。

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：[]
提示：

列表中的节点数目在范围 [0, 104] 内
1 <= Node.val <= 50
0 <= val <= 50

OJ链接：移除链表元素

解题代码：

typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val) {if(head==NULL)return NULL;ListNode* newHead=(ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));//创建一个带哨兵卫的头结点ListNode* newTail=newHead;ListNode* cur=head;while(cur){if(cur->val==val){cur=cur->next;}else{newTail->next=cur;newTail=newTail->next;cur=cur->next;}}newTail->next=NULL;return newHead->next;
}

2.2 反转链表

题目描述：

给你单链表的头节点 head ，请你反转链表，并返回反转后的链表。

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

链表中节点的数目范围是 [0, 5000]
-5000 <= Node.val <= 5000

题目链接：反转单链表

解题代码：

typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head) {if(head==NULL)return NULL;ListNode* n1,*n2,*n3;n1=NULL;n2=head;n3=head->next;while(n2){n2->next=n1;n1=n2;n2=n3;if(n3){n3=n3->next;}}return n1;
}

2.3 合并两个有序链表

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

OJ链接：合并两个有序链表

typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2) {ListNode* newHead,*newTail;newTail=newHead=(ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));ListNode* l1=list1;ListNode* l2=list2;while(l1&&l2){if((l1->val)<(l2->val)){newTail->next=l1;l1=l1->next;}else{newTail->next=l2;l2=l2->next;}newTail=newTail->next;}if(l1){newTail->next=l1;}else{newTail->next=l2;}return newHead->next;
}

2.4 链表的中间节点

给你单链表的头结点 head ，请你找出并返回链表的中间结点。

如果有两个中间结点，则返回第二个中间结点。

示例 1：
输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[3,4,5]
解释：链表只有一个中间结点，值为 3 。
示例 2：
输入：head = [1,2,3,4,5,6]
输出：[4,5,6]
解释：该链表有两个中间结点，值分别为 3 和 4 ，返回第二个结点。
提示：

链表的结点数范围是 [1, 100]
1 <= Node.val <= 100

OJ链接链表的中间节点

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

2.5 环形链表的约瑟夫问题

编号为 1 到 n 的 n 个人围成一圈。从编号为 1 的人开始报数，报到 m 的人离开。

下一个人继续从 1 开始报数。

n-1 轮结束以后，只剩下一个人，问最后留下的这个人编号是多少？

数据范围： 1≤n,m≤10000

进阶：空间复杂度O(1)，时间复杂度 O(n)

OJ链接：环形链表的约瑟夫问题

typedef struct ListNode ListNode;
ListNode* byNode(int x)
{ListNode* node=(ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));if(node==NULL){exit(1);}node->val=x;return node;
}
ListNode* creatCircle(int x)
{ListNode* head=(ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));//创建头结点if(head==NULL){exit(1);}ListNode* tail=head;for(int i=1;i<=x;i++){tail->next=byNode(i);tail=tail->next;}tail->next=head->next;return tail;
}int ysf(int n, int m ) {// write code here//创建循环链表并返回尾节点ListNode* prev=creatCircle(n);ListNode* cur=prev->next;int count=1;//报数while(cur!=cur->next){if(count==m){prev->next=cur->next;free(cur);cur=prev->next;count=1;//重置为1}else {prev=cur;cur=cur->next;count++;}}return cur->val;
}

2.6 分割链表

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。

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

OJ链接：分割链表

typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* partition(struct ListNode* head, int x){if(head==NULL){return NULL;}//创建两个头结点ListNode* lessHead=(ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));if(lessHead==NULL){exit(1);}ListNode* greaterHead=(ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));if(greaterHead==NULL){exit(1);}ListNode* lessTail=lessHead;ListNode* greaterTail=greaterHead;lessHead->next=greaterHead->next=NULL;ListNode* cur=head;while(cur){if(cur->val<x){lessTail->next=cur;lessTail=lessTail->next;}else{greaterTail->next=cur;greaterTail=greaterTail->next;}cur=cur->next;}lessTail->next=greaterHead->next;greaterTail->next=NULL;return lessHead->next;
}