[数据结构]链表OJ题 (三) 链表的中间结点、链表中倒数第k个结点、合并两个有序链表、链表分割、链表的回文结构
创始人
2024-04-08 06:04:36
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作者: 华丞臧.
专栏:【数据结构】
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文章目录

  • 一、链表的中间结点
    • 题目描述
    • 解题思路
    • 代码实现
  • 二、链表中倒数第k个结点
    • 题目描述
    • 解题思路
    • 代码实现
  • 三、合并两个有序链表
    • 题目描述
    • 解题思路
    • 代码实现
  • 四、链表分割
    • 题目描述
    • 解题思路
    • 代码实现
  • 五、链表的回文结构
    • 题目描述
    • 解题思路
    • 代码实现
  • 总结


一、链表的中间结点

题目描述

LeetCode.876 链表的中间结点

给定一个头结点为 head 的非空单链表,返回链表的中间结点。如果有两个中间结点,则返回第二个中间结点。

在这里插入图片描述

解题思路

如果暴力求解,直接求链表长度再找中间结点程序过于繁琐,那么如何用更简单的方法求解呢?
快慢指针法:
既然题目要求链表中间结点,也就是说链表的 1/2 ;那么在一次遍历链表的过程中,给两个指针slow和fast,slow一次走一步fast一次走两步,当fast遍历完链表slow停下的位置就是链表的中间结点。

当链表元素为奇数个时:
在这里插入图片描述
当链表元素为偶数个时:
在这里插入图片描述

代码实现

struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head)
{struct ListNode* slow = head;  //慢指针struct ListNode* fast = head;  //快指针while(fast && fast->next ){slow = slow->next;fast = fast->next->next;}return slow;
}

在这里插入图片描述

二、链表中倒数第k个结点

题目描述

牛客----链表中倒数第k个结点

输入一个链表,输出该链表中倒数第k个结点。

在这里插入图片描述

解题思路

输出链表中倒数第k个结点,经典快慢指针法的问题;定义一个slow指针一个fast指针,先让fast指针走指定的 k 步,然后再一起遍历链表,当fast走完时slow的位置就是链表中倒数第k个结点。

  1. 当 k 小于链表的长度时:
    假设 k = 1:
    在这里插入图片描述
  2. 当 k 大于或等于链表的长度时:
    需要注意,当k大于链表长度时,返回空指针;当 k 等于链表长度时,返回 slow。
    在这里插入图片描述

代码实现

struct ListNode* FindKthToTail(struct ListNode* plisthead, int k ) {// write code herestruct ListNode* fast = plisthead;struct ListNode* slow = plisthead;while(k-- ){if(fast == NULL)  //当k大于链表长度时{return NULL;}fast = fast->next;}while(fast){fast = fast->next;slow = slow->next;}return slow;
}

在这里插入图片描述

三、合并两个有序链表

题目描述

LeetCode.21 合并两个有序链表
将两个升序链表合并为一个新的 升序 链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。

在这里插入图片描述

解题思路

创建一个新的链表头结点,依次比较传入的两个链表的大小,取其中的较小值尾插到新链表头结点后,并且让取出结点的那个链表的指针向后走一步再继续比较;循环此过程,当一个链表走到尾结束。
注意:当一个链表走完,另一个链表不一定走完,所以需要尾插剩下的那个链表。
在这里插入图片描述

代码实现

struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2){struct ListNode* cur1 = list1;struct ListNode* cur2 = list2;struct ListNode* head = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));struct ListNode* cur = head;head->next = NULL;while(cur1 && cur2){if(cur1->val < cur2->val){cur->next = cur1;cur1 = cur1->next;cur = cur->next;}else{cur->next = cur2;cur2 = cur2->next;cur = cur->next;} }if(cur1){cur->next = cur1;}if(cur2){cur->next = cur2;}cur = head->next;free(head);head = NULL;return cur;
}

在这里插入图片描述

四、链表分割

题目描述

牛客.CM11 链表分割
现有一链表的头指针 ListNode* pHead,给一定值x,编写一段代码将所有小于x的结点排在其余结点之前,且不能改变原来的数据顺序,返回重新排列后的链表的头指针。

解题思路

创建两个链表带头结点的链表 less 和 greater ,遍历传入的链表,小于 x 的结点尾插到 less 链表 当中,大于 x 的结点尾插到 greater 链表当中;遍历完链表,把greater中的结点尾插到less链表即可。
假设 x = 5:
在这里插入图片描述

代码实现

class Partition {
public:ListNode* partition(ListNode* pHead, int x) {// write code herestruct ListNode *less,*greater,*cur,*lesshead,*greaterhead;less = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));greater = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));lesshead = less;greaterhead = greater;cur = pHead;while(cur){if(cur->val < x){less->next = cur;less = less->next;}else{greater->next = cur;greater = greater->next;}cur = cur->next;}greater->next = NULL;less->next = greaterhead->next;less =  lesshead;greater = greaterhead;lesshead = lesshead->next;free(less);free(greater);less = greater = NULL;return lesshead;}
};

在这里插入图片描述

五、链表的回文结构

题目描述

牛客.OR36 链表的回文结构
对于一个链表,请设计一个时间复杂度为 O(n) ,额外空间复杂度为 O(1) 的算法,判断其是否为回文结构。

给定一个链表的头指针A,请返回一个 bool 值,代表其是否为回文结构。保证链表长度小于等于900。

测试样例:
在这里插入图片描述

解题思路

在这里插入图片描述
通过上图可以看出,回文链表的前半段和后面的恰好相反,因为单向链表是单向的不能从链表两边往中间走;根据回文的特点,我们把后半段链表反转,然后一个指针从头部开始,一个指针从链表尾部开始,依次比较其结点的值是否相等当两个指针中间没有元素时,则表示链表是回文结构。
注意:这种思路会破坏原先链表的结构。
偶数项:
在这里插入图片描述
奇数项:
在这里插入图片描述

代码实现

struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head){struct ListNode* fast = head;struct ListNode* slow = head;while(fast && fast->next){fast = fast->next->next;slow = slow->next;}return slow;}struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head){struct ListNode* cur = head;if(head == NULL ){return head;}else if(head->next == NULL){return head;}struct ListNode* ptr = head->next;cur->next = NULL;while(ptr){struct ListNode* tmp = ptr->next;ptr->next = cur;cur = ptr;ptr = tmp;}return cur;}class PalindromeList {public:bool chkPalindrome(ListNode* phead) {// write code herestruct ListNode* cur = phead;struct ListNode* mid = middleNode(phead);struct ListNode* rmid = reverseList(mid);while(rmid){if(cur->val != rmid->val){return false;}cur = cur->next;rmid = rmid->next;}return true;}
};

在这里插入图片描述

总结

通过这些题目,学习了链表相关试题一些比较常用的方法:

  1. 双指针
  2. 快慢指针

并且在一些题目中,创建一个头结点可以很好地帮我们解决一些麻烦。

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