【数据结构的魅力】005.链表问题专项
链表问题专项
1.快慢指针
package class03;public class LinkedListMid {public static class Node{public int value;public Node next;public Node(int v){value = v;}}public static Node midOrUpMidNode(Node head){if(head==null||head.next==null||head.next.next==null){return head;}Node slow = head.next;Node fast = head.next.next;while (fast.next!=null&&fast.next.next!=null){slow = slow.next;fast = fast.next.next;}return slow;}public static Node midOrDownMidNode(Node head){if(head==null||head.next==null){return head;}Node slow = head.next;Node fast = head.next;while (fast.next!=null&&fast.next.next!=null){slow = slow.next;fast = fast.next.next;}return slow;}public static Node minOrUpMidPreNode(Node head){if(head==null||head.next==null||head.next.next==null){return null;}Node slow = head;Node fast = head.next.next;while (fast.next!=null&&fast.next.next!=null){slow=slow.next;fast = fast.next.next;}return slow;}public static Node midOrDownMidPreNode(Node head){if(head==null||head.next==null){return null;}if(head.next.next==null){return head;}Node slow = head;Node fast = head.next;while (fast.next!=null&&fast.next.next!=null){slow = slow.next;fast = fast.next.next;}return slow;}
}
2.回文结构
1)容器实现
实现思路
- 将链表中的元素全部入栈
- 再将每一个元素依次出栈与链表每一节点的元素依次进行比较
- 如果有一个不一样就直接返回false,全部一样则返回true
代码实现
//回文结构判断public static boolean idPalindrome1(Node head) {Stack<Node> stack = new Stack<>();Node cur = head;while (cur != null) {stack.push(cur);cur = cur.next;}while (head != null) {if (head.value != stack.pop().value) {return false;}head = head.next;}return true;}
2)仅使用一半的容器
实现思路
- 使用快慢指针,当快指针指向链表结尾最后一个元素的时候,慢指针指向链表中间
- 将链表中间节点的下一个元素直到结尾都存入栈中
- 依次出栈与链表节点一一比对
- 如果有一个不一样就直接返回false ; 如果全部一样直到慢指针指向的节点,则返回true
3)完全不使用容器
实现思路
- 使用快慢指针,当快指针指向链表结尾最后一个元素的时候,慢指针指向链表中间
- 将中间节点之后的元素逆序,如下:
- 从链表头部和尾部开始同时比对
- 如果有一个不一样就直接返回false ; 如果全部一样直到某个指针走到null,则返回true
代码实现
//不使用容器public static boolean idPalindrome2(Node head) {if(head==null||head.next==null){return true;}Node n1 = head;Node n2 = head;while (n2.next!=null&&n2.next.next!=null){n1 = n1.next;n2 = n2.next.next;}n2 = n1.next;n1.next = null;Node n3 = null;while(n2!=null){n3 = n2.next;n2.next = n1;n1 = n2;n2 = n3;}n3 = n1;n2=head;boolean res = true;while (n1!=null&&n2!=null){if(n1.value!=n2.value){res = false;break;}n1 = n1.next;n2 = n2.next;}n1 = n3.next;n3.next=null;while (n1!=null){n2 = n1.next;n1.next = n3;n3=n1;n1=n2;}return res;}
3.链表划分
1)做partition
实现思路
- 荷兰国旗问题
代码实现
2)分区
实现思路
- 根据输入的pivot值划分区域,每个区域分别都有头结点和尾节点
- 小于区域的尾巴连等于区域的头,等于区域的尾巴连大于区域的头(注意判断小于区域是否存在 , 等于区域是否存在)
代码实现
public static Node listPartition(Node head, int pivot) {Node sH = null; //small headNode sT = null; //small tailNode eH = null; //equal headNode eT = null; //equal tailNode mH = null; //big headNode mT = null; //big tailNode next = null;while (head != null) {next = head.next;head.next = null;if (head.value < pivot) {if (sH == null) {sH = head;sT = head;} else {sT.next = head;sT = head;}} else if (head.value == pivot) {if (eH == null) {eH = head;eT = head;} else {eT.next = head;eT = head;}} else {if (mH == null) {mH = head;mT = head;} else {mT.next = head;mT = head;}}head = next;}//小于区域的尾巴连等于区域的头,等于区域的尾巴连大于区域的头//另外考虑是否有小于区域的问题if (sT != null) {sT.next = eH;eT = eT == null ? sT : eT;}if (eT != null) {eT.next = mH;}return sH != null ? sH : (eH != null ? eH : mH);}
4.特殊链表
public static class Node {public int value;public Node next;public Node rand;public Node(int data) {this.value = data;}}public static Node copyListWithRand(Node head) {HashMap<Node, Node> map = new HashMap<>();Node cur = head;while (cur != null) {map.put(cur, new Node(cur.value));cur = cur.next;}cur = head;while (cur != null) {//cur:老//map.get(cur):新map.get(cur).next = map.get(cur.next);map.get(cur).rand = map.get(cur.rand);cur = cur.next;}return map.get(head);}
5.可能有环的链表相交问题
注意 : 单链表只有一个next指针
实现思路
获取入环节点
- 使用快慢指针,fast一次走2步,slow一次走一步,如果连表有环,那么fast和slow一定会在链表某一处相遇
- 若有环,此时将fast指针重置到链表开头,变为一次走一步,同时slow也一次走一步,当fast与slow相遇的是时候,即为入环节点
public static Node getLoopNode(Node head) {if (head == null || head.next == null || head.next.next == null) {return null;}Node n1 = head.next; //n1 -> slowNode n2 = head.next.next; //n2 -> fastwhile (n1 != n2) {if (n2.next == null || n2.next.next == null) {return null;}n2 = n2.next.next;n1 = n1.next;}n2 = head; //n2重新回到头结点while (n1 != n2) {n1 = n1.next;n1 = n2.next;}return n1;}
如果两个连表都无环,返回第一个相交节点,如果不想交则返回null
//如果两个连表都无环,返回第一个相交节点,如果不想交则返回nullpublic static Node noLoop(Node head1, Node head2) {if (head1 == null || head2 == null) {return null;}Node cur1 = head1;Node cur2 = head2;int n = 0;while (cur1.next != null) {n++;cur1 = cur1.next;}while (cur2.next != null) {n--;cur2 = cur2.next;}if (cur1 != cur2) {return null;}//重新定向//谁长,谁把头给cur1,谁短,谁把头给cue2cur1 = n > 0 ? head1 : head2;cur2 = cur1 == head1 ? head2 : head1;//n取绝对值,长链表先走n个节点,然后两个链表同时走n = Math.abs(n);while (n != 0) {n--;cur1 = cur1.next;}while (cur1 != cur2) {cur1 = cur1.next;cur2 = cur2.next;}return cur1;}
如果两个链表都有环,寻找相交节点
public static Node bothLoop(Node head1, Node loop1, Node head2, Node loop2) {Node cur1 = null;Node cur2 = null;if (loop1 == loop2) {cur1 = head1;cur2 = head2;int n = 0;while (cur1 != loop1) {n++;cur2 = cur2.next;}cur1 = n > 0 ? head1 : head2;cur2 = cur1 == head1 ? head2 : head1;n = Math.abs(n);while (n != 0) {n--;cur1 = cur1.next;}while (cur1 != cur2) {cur1 = cur1.next;cur2 = cur2.next;}return cur1;} else {cur1 = loop1.next;}while (cur1 != loop1) {if (cur1 == loop2) {return loop1;}cur1 = cur1.next;}return null;}
主方法
//mainpublic static Node getIntersectNode(Node head1, Node head2) {if (head1 == null || head2 == null) {return null;}Node loop1 = getLoopNode(head1);Node loop2 = getLoopNode(head2);if (loop1 == null || loop2 == null) {return noLoop(head1, head2);}if (loop1 != null && loop2 != null) {return bothLoop(head1, loop1, head2, loop2);}return null;}
6.无头结点删除
表面删除
思路
- 将要删除节点的下一个节点的数据覆盖到要删除的结点上,然后删除那个节点
带来的问题:无法删除最后一个节点
其实是无法真正的删掉的,无论什么方法,一定会存在很多问题.因此在面试的过程中,若果问到了这个问题,告诉面试官一定要给出头结点,并给出及格看似可能实则有问题的做法并作出解释.
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