C++ 链表 leetcode习题总结

链表的实现

struct TreeNode {*     int val;*     TreeNode *left;*     TreeNode *right;*     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}*     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}*     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}* };

最基本的实现链表的左右孩子指针，以及构造函数

链表的使用

我在做题中的习惯，是首先申请一个head节点，记得要申请空间TreeNode* head = new TreeNode()当然通过《程序员面试宝典》中提到，指针是可以定义的时候不申请空间，让其没有指向，但是引用定义时要有确定的网址。这里的head是为了我们返回结果链表时的首地址，返回head->next

除了head，就是申请TreeNode* p;指针p用来遍历我们的结果链表，或者添加节点，类似于游标

如果是对于两个链表做运算，那么就是一个while（l1!=nullptr && l2!=nullptr），while运行结束，l1和l2至少有一个是遍历结束了，if（l1==nullptr){while (l2……)}
if（l2==nullptr){while (l1……)}

Leetcode 206 反转链表

反转一个单链表。

示例:

输入: 1->2->3->4->5->NULL
输出: 5->4->3->2->1->NULL

class Solution {public:ListNode* reverseList(ListNode* head) {stack<int> stack_list;ListNode* p ;ListNode* reverse = new ListNode();ListNode* cur = reverse;for(p = head; p!=nullptr; p = p->next){stack_list.push(p->val);}while(!stack_list.empty()){int value = stack_list.top();ListNode* node = new ListNode(value);reverse->next = node;reverse = reverse->next;stack_list.pop();}return cur->next;}
};

最简单的想法就是用一个栈遍历，再依次取出，构造结果链表。

这道题虽然简单，但是面试可能会问到，需要快速的写出答案，并且结果应该尽量简洁吧。

Leetcode官网给出的一种方法，可以节省空间的消耗。

class Solution {public:ListNode* reverseList(ListNode* head) {ListNode* prev = nullptr;ListNode* curr = head;while (curr) {ListNode* next = curr->next;curr->next = prev;prev = curr;curr = next;}return prev;}
};

一共是三个指针在活动要分清。首先翻转是从我们获得的链表到链尾遍历，改变它的prev指针指向自己的上一个被遍历到的节点，也就是逆序，curr表示当前正在操作的节点。next指针保存当前节点的next指针。因为当前next指针要指向逆序prev，所以在改变next指针之前，先把当前的next保存下来，为了遍历原链表的下一个节点。

Leetcode 141 环形链表

给定一个链表，判断链表中是否有环。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。为了表示给定链表中的环，我们使用整数 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。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。

如果链表中存在环，则返回 true 。否则，返回 false 。

快慢指针法：

class Solution {public:bool hasCycle(ListNode *head) {if(head==NULL){return false;}ListNode *fast = head;ListNode *slow = head;while(fast->next!=NULL && slow->next != NULL && fast->next->next!=NULL){cout << "falst" << fast->val << "slow" << slow->val;fast = fast->next->next;slow = slow->next;if(fast==slow){return true;}}return false;}
};

Leetcode 287 寻找重复数

将链表的遍历顺序想象成一个跑到，如果快指针fast每次走两步，慢指针slow每次走一步，如果存在环，fast一定“扣圈”慢指针，在某一个位置相遇，这里判定的条件是地址，所以不用担心相同大小数字的干扰。

给定一个包含 n + 1 个整数的数组 nums ，其数字都在 1 到 n 之间（包括 1 和 n），可知至少存在一个重复的整数。

假设 nums 只有一个重复的整数，找出这个重复的数。

解答：
这道题用哈希表非常容易可以找到答案。

官方同时也用到了环形链表的解法

class Solution {public:int findDuplicate(vector<int>& nums) {int slow = 0, fast = 0;do {slow = nums[slow];fast = nums[nums[fast]];} while (slow != fast);slow = 0;while (slow != fast) {slow = nums[slow];fast = nums[fast];}return slow;}
};

链表的建立是通过节点的值（数组的值，例如7），去连接索引为7的数组的值，nums[7]。因为存在重复数，一定会有环形链表，，通过使用快慢指针，找到环形的入口，也就是重复的值。但这里一直有个疑惑，如果出现nums[0] = 1, nums[1] = 0，两个指针只会在这两个数里面转，如何保证只存在由重复数组成的环，没怎么想明白。