演算法-連結串列

演算法-連結串列

 

　　　　雲想衣裳花想容，春風拂檻露華濃。

 

簡介：演算法-連結串列

一、從尾到頭列印連結串列

1、題目描述

輸入一個連結串列的頭節點，按連結串列從尾到頭的順序返回每個節點的值（用陣列返回）。

輸入：
{1,2,3}
返回值：
[3,2,1]

2、解題思路

使用遞迴

要逆序列印連結串列 1->2->3（3,2,1)，可以先逆序列印連結串列 2->3(3,2)，最後再列印第一個節點 1。而連結串列 2->3 可以看成一個新的連結串列，要逆序列印該連結串列可以繼續使用求解函式，也就是在求解函式中呼叫自己，這就是遞迴函式。

import java.util.*;
public class Solution {
    public ArrayList<Integer> printListFromTailToHead(ListNode listNode) {
        ArrayList<Integer> ret = new ArrayList<>();
        if (listNode != null) {
            // 遞迴
            ret.addAll(printListFromTailToHead(listNode.next));
            ret.add(listNode.val);
        }
        return ret;
    }
}

二、刪除連結串列中重複的節點

1、題目描述

在一個排序的連結串列中，存在重複的結點，請刪除該連結串列中重複的結點，重複的結點不保留，返回連結串列頭指標。 例如，連結串列1->2->3->3->4->4->5 處理後為 1->2->5

輸入：
{1,2,3,3,4,4,5}
返回值：
{1,2,5}

2、解題思路

藉助輔助頭結點，可避免單獨討論頭結點的情況。設定兩個結點 pre 和 cur，當 cur 和 cur.next 值相等，cur 一直向前走，直到不等退出迴圈，這時候 cur 指的值還是重複值，調整 cur 和 pre 的指標再次判斷。

/*
刪除連結串列中重複的結點
*/
public class Solution {
    public ListNode deleteDuplication(ListNode pHead) {
        /*
        構建輔助頭結點
        對於連結串列而言，不儲存的意思也就是跳過這一結點next指向下一個結點
         */      
        ListNode head=new ListNode(-1);
        head.next=pHead;
        ListNode saveHead=head;//儲存下來的結點
        ListNode currentNode=pHead;
        while(currentNode!=null){
            if(currentNode.next!=null && currentNode.val==currentNode.next.val) {//有重複了，跳過
                while (currentNode.next != null && currentNode.val == currentNode.next.val) {
                    currentNode = currentNode.next;//跳過這些相同結點
                }
                currentNode=currentNode.next;//有重複，一個都不儲存
                saveHead.next=currentNode;//儲存
            }
            else {
                //這裡是沒重複的
                saveHead=currentNode;
                currentNode=currentNode.next;
            }
        }
        return head.next;
    }
}

三、連結串列中倒數第K 個結點

1、題目描述

輸入一個連結串列，輸出一個連結串列，該輸出連結串列包含原連結串列中從倒數第k 個結點至尾節點的全部節點。如果該連結串列長度小於k，請返回一個長度為 0 的連結串列。

輸入：
{1,2,3,4,5},1 
返回值：
{5}

2、解題思路

在連結串列中：倒數的+順數的長度等於連結串列總長度，所以可以設定兩個指標，一個先走K 步，剩下的到連結串列的末尾要走的步數就是倒數第k個節點，需要從頭開始走的步數。

import java.util.*;

/*
 連結串列中倒數最後k 個結點
 */
public class Solution {
    public ListNode FindKthToTail (ListNode pHead, int k) {       
        ListNode first = pHead;
        for(int i = 0; i < k; i++){
            if(first == null){
                return first;
            }
            first = first.next;
        }
        ListNode last = pHead;
        while(first != null){
            first = first.next;
            last = last.next;
        }
        return last;
    }
}

四、連結串列中環的入口結點

1、題目描述

給一個連結串列，若其中包含環，請找出該連結串列的環的入口結點，否則，返回null。

輸入：
{1,2},{3,4,5}
返回值：
3
說明：
返回環形連結串列入口節點，我們後臺會列印該環形連結串列入口節點，即3 

2、解題思路

使用雙指標，一個快指標 fast 每次移動兩個節點，一個慢指標 slow 每次移動一個節點。因為存在環，所以兩個指標必定相遇在環中的某個節點上。

假設環入口節點為 y1，相遇所在節點為 z1。

假設快指標 fast 在圈內繞了 N 圈，則總路徑長度為 x+Ny+(N-1)z。z 為 (N-1) 倍是因為快慢指標最後已經在 z1 節點相遇了，後面就不需要再走了。

而慢指標 slow 總路徑長度為 x+y。

因為快指標是慢指標的兩倍，因此 x+Ny+(N-1)z = 2(x+y)。

我們要找的是環入口節點 y1，也可以看成尋找長度 x 的值，因此我們先將上面的等值分解為和 x 有關：x=(N-2)y+(N-1)z。

上面的等值沒有很強的規律，但是我們可以發現 y+z 就是圓環的總長度，因此我們將上面的等式再分解：x=(N-2)(y+z)+z。這個等式左邊是從起點x1 到環入口節點 y1 的長度，而右邊是在圓環中走過 (N-2) 圈，再從相遇點 z1 再走過長度為 z 的長度。此時我們可以發現如果讓兩個指標同時從起點 x1 和相遇點 z1 開始，每次只走過一個距離，那麼最後他們會在環入口節點相遇。

/*
連結串列中環的入口結點
*/
public class Solution {

    public ListNode EntryNodeOfLoop(ListNode pHead) {
        if(pHead == null || pHead.next == null){
            return null;
        }
        ListNode slow = pHead;
        ListNode fast = pHead;
        do{
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }while(slow != fast);
        fast = pHead;
        while(slow != fast){
            slow = slow.next;
            fast = fast.next;
        }
        return slow;       
    }
}

五、連結串列中環的入口結點

1、題目描述

輸入一個連結串列，反轉連結串列後，輸出新連結串列的表頭。

輸入：
{1,2,3}
返回值：
{3,2,1}

2、解題思路

遞迴

/*
反轉連結串列
*/
public class Solution {
    public ListNode ReverseList(ListNode head) {
        if(head == null || head.next == null){
            return head;
        }
        ListNode next = head.next;      
        // 遞迴
        ListNode newHead = ReverseList(next);
        next.next = head;
        head.next = null;
        return newHead;
    }
}

 

 

 

 

雲想衣裳花想容

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