两两交换链表中的节点 删除链表的倒数第N个节点 链表相交 环形链表II

news/2024/12/16 9:32:28/

两两交换链表中的节点

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。
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思路

使用虚拟头结点,这样会方便很多,要不然每次针对头结点(没有前一个指针指向头结点),还要单独处理。
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递归版本

struct ListNode* swapPairs(struct ListNode* head){//递归结束条件:头节点不存在或头节点的下一个节点不存在。此时不需要交换,直接返回headif(!head || !head->next)return head;//创建一个节点指针类型保存头结点下一个节点struct ListNode *newHead = head->next;//更改头结点+2位节点后的值,并将头结点的next指针指向这个更改过的listhead->next = swapPairs(newHead->next);//将新的头结点的next指针指向老的头节点newHead->next = head;return newHead;
}

迭代版本

struct ListNode* swapPairs(struct ListNode* head){//使用双指针避免使用中间变量typedef struct ListNode ListNode;ListNode *fakehead = (ListNode *)malloc(sizeof(ListNode));fakehead->next = head;ListNode* right = fakehead->next;ListNode* left = fakehead;while(left && right && right->next ){left->next = right->next;right->next = left->next->next;left->next->next = right;left = right;right = left->next;}return fakehead->next;
}

删除链表的倒数第N个节点

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。

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思路

定义fast指针和slow指针,初始值为虚拟头结点,如图:
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ast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)删除slow指向的下一个节点,如图:
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代码

/**c语言单链表的定义* Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     struct ListNode *next;* };*/
struct ListNode* removeNthFromEnd(struct ListNode* head, int n) {//定义虚拟头节点dummy 并初始化使其指向headstruct ListNode* dummy = malloc(sizeof(struct ListNode));dummy->val = 0;dummy->next = head;//定义 fast slow 双指针struct ListNode* fast = head;struct ListNode* slow = dummy;for (int i = 0; i < n; ++i) {fast = fast->next;}while (fast) {fast = fast->next;slow = slow->next;}slow->next = slow->next->next;//删除倒数第n个节点head = dummy->next;free(dummy);//删除虚拟节点dummyreturn head;
}

链表相交

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 。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
在这里插入图片描述在这里插入图片描述

思路

就是求两个链表交点节点的指针。 这里同学们要注意,交点不是数值相等,而是指针相等。
为了方便举例,假设节点元素数值相等,则节点指针相等。
看如下两个链表,目前curA指向链表A的头结点,curB指向链表B的头结点:

代码

ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {ListNode *l = NULL, *s = NULL;int lenA = 0, lenB = 0, gap = 0;// 求出两个链表的长度s = headA;while (s) {lenA ++;s = s->next;}s = headB;while (s) {lenB ++;s = s->next;}// 求出两个链表长度差if (lenA > lenB) {l = headA, s = headB;gap = lenA - lenB;} else {l = headB, s = headA;gap = lenB - lenA;}// 尾部对齐while (gap--) l = l->next;// 移动,并检查是否有相同的元素while (l) {if (l == s) return l;l = l->next, s = s->next;}return NULL;
}

环形链表II

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。
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思路

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:
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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。

这个公式说明什么呢?

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。

代码

ListNode *detectCycle(ListNode *head) {ListNode *fast = head, *slow = head;while (fast && fast->next) {// 这里判断两个指针是否相等,所以移位操作放在前面slow = slow->next;fast = fast->next->next;if (slow == fast) { // 相交,开始找环形入口:分别从头部和从交点出发,找到相遇的点就是环形入口ListNode *f = fast, *h = head;while (f != h) f = f->next, h = h->next;return h;}}return NULL;
}

http://www.ppmy.cn/news/1555551.html

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