单链表初阶的两道基础题

news/2024/11/23 9:37:57/

初阶链表刷题

  • 翻转单链表(链接在末尾)
  • 链表的倒数第K个结点(链接在末尾)
    • 普通解法
    • 进阶解法

注意!!!

学习的是解题的思维!

翻转单链表(链接在末尾)

在这里插入图片描述
解题思路

如果给你一个1->2->3->4->5->null的链表,你需要将他改为5->4->3->2->1->null

迭代解法

我们先看图理解一下
在这里插入图片描述

  • 在第一步:我们要做的是将cur.next指向prev,但是当我的cur.next指向prev时就找不到了下一个结点。
  • 第二步:所以我们需要再定义一个指针去存储cur的下一个结点curNext=cur.next,保存下一个结点后,我们就可以让cur.next=prev了,接下来呢?
  • 第三步:我们需要做的就是让cur向右移,再让cur的next指向1这个结点,那么我们如何找到1这个结点呢?可以看到,我们的cur.next=null时,我们的cur正好是1这个结点,所以呢?我们就可以将cur赋值给prev:prev=cur,这样我们的prev就是1这个结点了(蓝框上部分)。
  • 第四步:因为curNext指针存了下一个结点的地址,所以我们可以直接让cur=curNext,这样我们的cur就是下一个结点了,经过这个操作之后再将curNext置为cur的后一个结点,也就是curNext=cur.next
  • 最后如蓝色框上部分

如果还有疑问,那就看下图
在这里插入图片描述

在遍历链表时,将当前节点的 cur.next 指针改为指向前一个节点。由于找不到前一个节点,因此必须事先存储其前一个节点。在更改引用之前,还需要存储后一个节点。最后返回新的头引用。

代码如下

class Solution {public ListNode reverseList(ListNode head) {//没有结点或者只有一个结点不需要逆置if (head==null||head.next==null) {return head;}ListNode prev=null;//记录前一个节点ListNode cur=head;//记录当前结点while (cur!=null) {//记录后一个结点ListNode curNext=cur.next;cur.next=prev;//当前结点的next指向前一个节点prev=cur;//将前一个结点移动到当前结点cur=curNext;//当前结点移动到下一个结点}//最后返回头节点return prev;}

复杂度分析:

  • 时间复杂度O(n),其中 N 是给定链表中的结点数目。
  • 空间复杂度O(1)

链表的倒数第K个结点(链接在末尾)

在这里插入图片描述

普通解法

很显然,求倒数第k个,可以转换成求正数第多少个呢?

我们来看图 在这里插入图片描述

我们总共有五个结点,如果需要找到倒数第3个,那就是正数第二个,也就是正数第n-k个,n为链表长度。

  • 第一步:遍历链表记录链表的长度
  • 第二步:用链表长度减去k,也就是n-k,求出正数第几位
  • 第三步:再次遍历链表,当循环n-k次后退出循环并返回

如图:

第一遍遍历

在这里插入图片描述

第二遍遍历

在这里插入图片描述
有了上面的过程,还需要考虑2个细节

  • k<=0 或者头结点最开始就为空,也就是没有节点
  • 节点的总个数 < K

代码如下

public class Solution {public ListNode FindKthToTail(ListNode head,int k) {//判断链表是不是为空,并且k不能小于等于0if (k<=0||head==null) {return null;}int n=0;//记录链表长度ListNode cur=head;while (cur!=null) {cur=cur.next;n++;}//当我的链表长度小于K说明K不在链表里面if(n<k) {return null;}cur=head;int size=n-k;//循环size次while(size>0) {cur=cur.next;size--;}return cur;}

n为链表的总长度,如果k总是在倒数第一个节点,那么此方法需要遍历链表2次,最坏时间复杂度为O(2*n)

复杂度分析:

  • 时间复杂度O(2*n) 其中 N 是给定链表中的结点数目。
  • 空间复杂度O(1)

进阶解法

定义一个快慢指针,先让快指针走K步,然后慢指针和快指针一起走,当快指针为null时,我们的慢指针就是倒数第K个数。

究竟上面的原理是如何推理出来的呢?

我们看图演示

在这里插入图片描述

第一步:先让快指针cur走K步,如图二
第二步:快指针,慢指针一起走,当快指针为null时退出循环
第三步:此时prev就是倒数第K个结点,返回prev就行

具体过程如下

在这里插入图片描述

使用如图的快慢指针,首先让快指针先行k步,然后让快慢指针每次同行一步,直到快指针指向空节点,慢指针就是倒数第K个节点

代码入下
注意注释!!!

public class Solution {public ListNode FindKthToTail(ListNode head,int k) {//判断链表是不是为空,并且k不能小于等于0	if (k<=0||head==null) {return null;}int n=0;ListNode prev=head;ListNode cur=head;while (n<k) {//判断cur是否为null//如果为null返回nullif (cur==null) {return null;}cur=cur.next;n++;//如果将if放到下面,//那么判断倒数第n个结点时就会出错,n是链表长度,//也就是查找链表头节点时会报错//if (cur==null) {// return null;// }}while (cur!=null) {prev=prev.next;cur=cur.next;}return prev;}}

作者总结:

有一个极端条件就是当倒数第K个结点是头节点时,不能将if放到我在代码注释的那个位置,如下图
在这里插入图片描述

如果在下面判断当cur == null时就退出,那么存在一种情况就是当我的cur==null时,我的prev就是倒数第5个结点符合条件,如果此时退出结果就会和预期结果不一样,所以我们将判断的条件写在了上面,那样的话,只有当我们的n没有符合条件时并且cur==null,才返回null,这样就避免了上面的错误

反转一个单链表:oj题

输入一个链表,输出该链表中倒数第k个结点oj题

下期预告:合并两个有序链表,判断回文链表,链表的相交结点


http://www.ppmy.cn/news/1238.html

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