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Leetcode刷题之两两交换链表中的结点和相交链表

是小陳同学呀 2024-06-04 12:00:02
简介Leetcode刷题之两两交换链表中的结点和相交链表

只有把抱怨环境的心情,化为上进的力量,才是成功的保证。       ——罗曼·罗兰
目录

?一.相交链表

?1.双指针

?2.计算长度加双指针

?二.两两交换链表中的结点 

?1.迭代 


?一.相交链表

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。如果两个链表不存在相交节点,返回 null 。
图示两个链表在节点 c1 开始相交

题目数据 保证 整个链式结构中不存在环。

示例 1:  

输入:intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,6,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3
输出:Intersected at '8'
解释:相交节点的值为 8 (注意,如果两个链表相交则不能为 0)。
从各自的表头开始算起,链表 A 为 [4,1,8,4,5],链表 B 为 [5,6,1,8,4,5]。
在 A 中,相交节点前有 2 个节点;在 B 中,相交节点前有 3 个节点。
— 请注意相交节点的值不为 1,因为在链表 A 和链表 B 之中值为 1 的节点 (A 中第二个节点和 B 中第三个节点) 是不同的节点。换句话说,它们在内存中指向两个不同的位置,而链表 A 和链表 B 中值为 8 的节点 (A 中第三个节点,B 中第四个节点) 在内存中指向相同的位置。

示例 2:

输入:intersectVal = 2, listA = [1,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1
输出:Intersected at '2'
解释:相交节点的值为 2 (注意,如果两个链表相交则不能为 0)。
从各自的表头开始算起,链表 A 为 [1,9,1,2,4],链表 B 为 [3,2,4]。
在 A 中,相交节点前有 3 个节点;在 B 中,相交节点前有 1 个节点。

示例 3:

输入:intersectVal = 0, listA = [2,6,4], listB = [1,5], skipA = 3, skipB = 2
输出:null
解释:从各自的表头开始算起,链表 A 为 [2,6,4],链表 B 为 [1,5]。
由于这两个链表不相交,所以 intersectVal 必须为 0,而 skipA 和 skipB 可以是任意值。
这两个链表不相交,因此返回 null 。

做题链接:相交链表

?1.双指针

这题的目的就是找两个链表是否有公共结点,如果有公共结点就返回公共结点,如果两个链表没有公共结点即返回NULL。
我们还是使用双指针的方法,两个指针都同时指向两个链表的头结点,然后一起遍历链表。一共有三种情况。
第一种:链表没有公共结点,最好返回NULL。
第二种:链表有公共结点,且两个链表一样长,双指针同时遍历两个链表,一次性直接找到公共结点,直接返回即可。
第三种:链表有公共结点,但是两个链表不一样长,双指针一次是遍历不出来的,当一个指针把短的链表遍历完了之后,该指针直接指向长链表的头结点,然后两个指针同时走,当另一个指针走到链表的尾之后,该指针直接指向短链表的头结点,这时两个指针一起走,一定会在公共结点处相遇。关于第三种情况,可能很多人不理解,我们同时是画图来理解这里再强调一下,学习数据结构的内容一定要多画图,一定不要空想。


有了思路,我们直接写代码即可:

struct ListNode *getIntersectionNode(struct ListNode *headA, struct ListNode *headB) {
    struct ListNode*pA=headA;
    struct ListNode*pB=headB;
    while(pA!=pB)
    {
        if(pA)
        {
            pA=pA->next;
        }
        else
        {
            pA=headB;//当pA走到尾,指向NULL之后,直接更新为B链表的头结点
        }
        if(pB)
        {
            pB=pB->next;//当pB走到尾,指向NULL之后,直接更新为A链表的头结点
        }
        else
        {
            pB=headA;
        }
    }
    return pB;
}

这里还有一个三目操作符的写法,思路和上述是一样的,只是代码量不一样。
三目操作符代码:

struct ListNode *getIntersectionNode(struct ListNode *headA, struct ListNode *headB) 
{
    if (headA == NULL || headB == NULL) {
        return NULL;
    }
    struct ListNode *pA = headA, *pB = headB;
    while (pA != pB) {
        pA = pA == NULL ? headB : pA->next;
        pB = pB == NULL ? headA : pB->next;
    }
    return pA;
}

该代码的时间复杂度为O(m+n),m和n分别是链表A和链表B的长度。两个指针都需要遍历一遍链表。 


?2.计算长度加双指针

刚刚那个方法更新指针的指向,其实就是把长链表多短链表那段长度给走掉,那为什么我们不能先计算两个链表的长度,然后让长的链表先走两个链表长度相减长度的绝对值,然后两个指针再同时走,如果有公共结点,直接就找到了公共结点,如果没有公共结点,两个指针同时走到两个链表的尾,返回NULL即可。(注意这题不是找值相同的结点,而是地址相同的结点)

其实这个思路是很好想的,不像第一个思路,可能稍微要难想一点。

struct ListNode *getIntersectionNode(struct ListNode *headA, struct ListNode *headB)
{
    struct ListNode*pA=headA,*pB=headB;
    int lenA=1;
    int lenB=1;
    while(pA->next)
    {
        lenA++;
        pA=pA->next;
    }
    while(pB->next)
    {
        lenB++;
        pB=pB->next;
    }
    if(pA!=pB)//此时pA和pB都同时指向的尾结点,
    {         //如果最后一个结点都不相等,那么两个链表就没有公共结点
        return NULL;
    }
  int len=abs(lenA-lenB);//下面的代码就是执行有公共结点的情况

    struct ListNode*lenhead=headA;//假设A链表是长链表
    struct ListNode*shorthead=headB;
  if(lenA<lenB)//我们不知道那个链表长,需要判断一下
  {
      lenhead=headB;
      shorthead=headA;
  }
     while(len--)
     {
         lenhead=lenhead->next;
     }
     while(lenhead!=shorthead)
     {
         lenhead=lenhead->next;
         shorthead=shorthead->next;
     }
     return lenhead;
}

?二.两两交换链表中的结点 

给你一个链表,两两交换其中相邻的节点,并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题(即,只能进行节点交换)。
示例 1:
 

输入:head = [1,2,3,4]
输出:[2,1,4,3]

示例 2:

输入:head = []
输出:[]

示例 3:

输入:head = [1]
输出:[1]

?1.迭代 

这题就是要两两交换结点,那我们就两两交换,交换之后,我们就继续后面两个的交换,依次类推,直到把结点两两给交换完。

我们还是画图讲解:

第一步:cur->next指向next,即cur->next=next。 
 

第二步:first->next指向next->next,也就是first->next=next->next。 
第三步:next->next指向first,即next->next=first。  

 

这样我们就把前两个结点给交换了,剩下的就是写一个循环把剩下的结点两两给交换。交换两个结点之后为:
 

最后一步:这时我们只需要使cur=first,又可以继续下面两个结点的交换了,当链表结点为偶数个结点时,当cur->next=NULL时,即退出循环。当链表结点为奇数个结点时,最后一个结点也就不用交换。当cur->next->next=NULL时,即退出循环。 
直接上代码:

struct ListNode* swapPairs(struct ListNode* head){
   struct ListNode*phead=(struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
   phead->next=head;
   struct ListNode*cur=phead;
   while(cur->next!=NULL&&cur->next->next!=NULL)
   {
       struct ListNode*first=cur->next;
       struct ListNode*next=first->next;
       cur->next=next;
       first->next=next->next;
       next->next=first;
       cur=first;
   }
   return phead->next;
}

 

风语者!平时喜欢研究各种技术,目前在从事后端开发工作,热爱生活、热爱工作。