刷穿剑指offer-Day11-链表I 基础介绍
链表趣事
一说到链表,就想起上学时候天马行空的思维。记得老师第一次放出链表的数据结构图时,不知怎么的。我就想到了小时候看李连杰主演的少林寺。在戏中李连杰有件兵器,看似是长棍,然后一甩成了三节棍,这个画面一直记忆犹新。所以看到链表的节点通过指针串联起来觉得神似。然后….这节课就没好好学了,哈哈。
链表 VS 数组
提到链表,必然会涉及到一个话题:链表与数组的比较。通过两者的对比记忆,能帮我们快速的了解一些链表的特性。
这里就不得不说下数据的四种存储结构了:
- 顺序存储结构
- 链式存储结构
- 散列存储结构
- 索引存储结构
链表和数组是两种截然不同的内存组织方式,数组作为顺序存储结构,使用的是连续的内存空间,可以利用空间局部性原理,借助 CPU cache进行预读,所以访问效率更高。而链表作为链式存储结构不是连续存储,无法进行缓存,随机访问效率也较低。
但每种数据结构,都有自己的优劣,在这里我们需要分开来考虑。
数据结构 | 存储结构 | 优点 | 缺点 |
---|---|---|---|
数组 | 顺序存储 |
1. 随机访问性强 2. 查找速度快 |
1. 插入和删除效率低 2. 可能浪费内存 3. 内存空间要求高,必须有足够的连续内存空间 4. 数组大小固定,不能动态拓展 |
链表 | 链式存储 |
1. 大小不固定,拓展灵活 2. 内存利用率高 3. 插入删除速度快 |
不能随机查找,必须从第一个开始遍历,查找效率低 |
这里大家看到在链表的第三个优点 插入删除速度快 的地方我打了问号,这是为什么?凡事不能一概而论。举个极端的例子,我们需要分别删除数组和链表的最后一个元素。而数组和链表的数据量巨大。这种情况下,你会认为链表的删除速度比数组快?关于这块的知识网上有很多,就不做copy小能手了,大家有兴趣的可以下来看看。
链表的题目分类
链表题目一般都出在手撕算法的环节,而真正机试时很少考,为什么这么说?
上面我们对比了链表和数组的关系,同样的,链表的解题如果出现在机试中,都是可以转化为列表进行求解后再转回链表,那所谓的删除、逆序、两两交换等在链表中较为繁琐的操作,通过这么转换后还有什么难度呢?
下面来说说链表通常涉及的题目:
- 链表的遍历、插入、删除
- 判断链表是否有环
- 反转链表系列(整体反转、两两反转等)
- 双链表、随机指针链表
总体来说链表的题目趋近于简单,遇到链表题目,初学时最重要的一点就是画图,边画图边理解才是王道。下面让我们来看下这个系列的第一道题目吧。
剑指offerII021.删除链表的倒数第n个结点
https://leetcode-cn.com/problems/SLwz0R/solution/shua-chuan-jian-zhi-offer-day11-lian-bia-tuyw/
难度:中等
题目:
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。
提示:
- 链表中结点的数目为 sz
- 1 <= sz <= 30
- 0 <= Node.val <= 100
- 1 <= n <= sz
示例:
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]
分析
遇到这种题多了其实就是公式,数组中有快慢指针,链表同样也可以创建快慢两个指针。
初始右指针先跑N,然后左指针在和右指针开始同步向前。
当右指针到达末尾时:left.next = left.next.next
即可!
这里需要注意,N的取值小于等于链表的长度。
这里就需要排除下当右指针跑了N后,已经超出链表,那么代表链表长度与N相等。
那倒数第N个数就是链表头,此时只需要返回head.next即可。
仔细分析,就是如此简单...
解题:
Python:
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
# def __init__(self, val=0, next=None):
# self.val = val
# self.next = nextclass Solution:def removeNthFromEnd(self, head, n):left = right = headcount = 0 while count < n:right = right.nextcount += 1if not right:return head.nextwhile right.next:left = left.nextright = right.nextleft.next = left.next.nextreturn head
Java:
/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {* int val;* ListNode next;* ListNode() {}* ListNode(int val) { this.val = val; }* ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }* }*/class Solution {public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {ListNode left = head;ListNode right = head;int count = 0;for (int i = 0; i < n; i++) {right = right.next;}if (right == null) {return head.next;}while (right.next != null) {left = left.next;right = right.next;}left.next = left.next.next;return head;}
}
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