代码随想录算法训练营二刷day3| 203.移除链表元素 、707.设计链表、206.反转链表

链表基础

链表节点定义：

单链表

struct ListNode {
    int val;  //结点上存储元素
    ListNode *next;  //指向下一个节点的指针
    ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}  //结点的构造函数
};

LeetCode 203 移除链表元素

题目链接: 203.移除链表元素

设置虚拟头结点，然后统一进行删除操作

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
       //首先创建虚拟头节点
        ListNode *dummyHead = new ListNode(0);
        dummyHead->next = head;
        ListNode *cur = dummyHead;  //保存虚拟头节点，方便使用
        while(cur->next) {  //保证虚拟头节点指向的下个节点非空
            if(cur->next->val == val) {
                ListNode *tmp = cur->next;
                cur->next = cur->next->next;
                delete(tmp);
            }
            else cur = cur->next;
        }
        head = dummyHead->next;
        delete(dummyHead);
        return head;
    }
};

本题小结：单链表节点定义，虚拟头节点的设置、链表的遍历以及删除结点释放空间。

LeetCode 707题 设计链表

题目链接: 707.设计链表

在链表类中实现这些功能：

• get(index)：获取链表中第 index 个节点的值。如果索引无效，则返回-1。
• addAtHead(val)：在链表的第一个元素之前添加一个值为 val 的节点。插入后，新节点将成为链表的第一个节点。
• addAtTail(val)：将值为 val 的节点追加到链表的最后一个元素。
• addAtIndex(index,val)：在链表中的第 index 个节点之前添加值为 val 的节点。如果 index 等于链表的长度，则该节点将附加到链表的末尾。如果 index 大于链表长度，则不会插入节点。如果index小于0，则在头部插入节点。
• deleteAtIndex(index)：如果索引 index 有效，则删除链表中的第 index 个节点。

class MyLinkedList {
public:
	//定义链表结点结构体
	struct LinkedNode {
		int val;
		LinkedNode *next;
		LinkedNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
	};

	//初始化链表
	MyLinkedList() {
		_dummyHead = new LinkedNode(0);  //虚拟头节点
		_size = 0;
	}

	//获取到第index个结点数值，如果index是非法数值直接返回-1
	int get(int index) {
		if (index < 0 || index > _size - 1)  //首先判断index的值是否不在有效范围内
			return -1;
		LinkedNode *node = _dummyHead->next;
		while (index--) {
			node = node->next;
		}
		return node->val;
	}

	//在链表最前面添加一个结点
	void addAtHead(int val) {
		LinkedNode *newnode = new LinkedNode(val);
		newnode->next = _dummyHead->next;
		_dummyHead->next = newnode;  //此处需要注意添加结点的顺序
		_size++;
	}

	//在链表最后添加一个结点
	void addAtTail(int val) {
		LinkedNode *newnode = new LinkedNode(val);
		LinkedNode *cur = _dummyHead;
		while (cur->next) {
			cur = cur->next;
		}
		cur->next = newnode;
		_size++;
	}

	// 在第index个节点之前插入一个新节点，例如index为0，那么新插入的节点为链表的新头节点。
	// 如果index 等于链表的长度，则说明是新插入的节点为链表的尾结点
	// 如果index大于链表的长度，则返回空
	// 如果index小于0，则在头部插入节点
	void addAtIndex(int index, int val) {
		if (index > _size) return;
		if (index < 0) index = 0;
		LinkedNode *newnode = new LinkedNode(val);
		LinkedNode *cur = _dummyHead;
		while (index--) {  //注意：因为cur取虚拟头节点，所以自减在前  当不确定时可以取一个index的值试
			cur = cur->next;
		}
		newnode->next = cur->next;
		cur->next = newnode;
		_size++;
	}
	
	//删除第index个结点，如果index大于链表的长度，直接return，index从0开始
	void deleteAtIndex(int index) {
		if (index > _size) return;
		LinkedNode *cur = _dummyHead;
		while (index--) {  //删除要注意需要遍历到删除的前一个结点
			cur = cur->next;
		}
		LinkedNode *tmp = cur->next;
		cur->next = cur->next->next;
		delete(tmp);
		_size--;
	}

	void printfNode() {
		LinkedNode *node = _dummyHead->next;
		while (node) {
			cout << node->val << " ";
			node = node->next;
		}
		cout << "" << endl;
	}

private:
	int _size;
	LinkedNode* _dummyHead;
};

本题小结：在添加和删除时需要注意根据index判断遍历到哪个位置（要在有效范围内），同时要将长度加1或减1。

LeetCode 206题 反转链表

题目链接: 206.反转链表

思路：定义一个cur指针指向头结点，定义一个pre指针初始化为null，用tmp不断保存cur->next，然后cur->next指向pre，pre再向后移动，循环直到cur指向NULL。

双指针法

class Solution {
public:
   ListNode* reverseList(ListNode* head) {
       ListNode* temp;
       ListNode* cur = head;
       ListNode* pre = NULL;
       while(cur) {
           temp = cur->next;
           cur->next = pre;
           pre = cur;
           cur = temp;
       }
       return pre;
   }
};

递归法

class Solution {
public:
    ListNode* reverse(ListNode* pre, ListNode* cur) {
        if(cur == NULL) return pre;
        ListNode* temp = cur->next;
        cur->next = pre;
        return reverse(cur,temp);
    }
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        return reverse(NULL, head);
    }
};

从后往前翻转指针指向

class Solution {  //实质上也利用了递归
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        //首先判断边界条件
        if(head == NULL) return NULL;
        if(head->next == NULL) return head;
        //首先通过递归到达最后一个结点
        ListNode *last = reverseList(head->next);
        //开始反转
        head->next->next = head;
        head->next = NULL;
        return last;  //返回反转后的头节点
    }
};

本题小结：链表反转实质上是改变结点指针指向，但是怎么确定变换顺序是关键！