連結串列part01

YueHuai發表於2024-08-03

今天是8月2日，學習了連結串列的基礎知識。題目主要是連結串列的基礎操作和反轉連結串列，注意虛擬頭節點的使用、next的順序和tmp的靈活使用。

1. 移除元素

題目：給一個連結串列的頭節點 head 和整數 val ，請刪除連結串列中所有滿足 Node.val == val 的節點，並返回 新的頭節點 。

  1. 刪除的方法，cur指標挨個遍歷，若是cur->next和val同，則刪除cur->next。（所以，while中的判斷條件是cur->next不為null，因為比較和刪除的都是cur->next）。
  2. 若是刪除第一個不方便，所以加一個虛擬頭節點。
  1. 注意C++中開闢空間的方法。
  2. 注意設定指標的方法，二者有何區別。
ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
    // 設定一個虛擬頭結點 ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
    ListNode* dummyHead = new ListNode(0); 
    dummyHead->next = head; 
    // 設定一個指標
    ListNode* cur = dummyHead;
    while (cur->next != NULL) {
        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;
}

2. 707 設計連結串列

題目：實現 MyLinkedList 類：

  • MyLinkedList() 初始化 MyLinkedList 物件。
  • int get(int index) 獲取連結串列中下標為 index 的節點的值。如果下標無效，則返回 -1 。
  • void addAtHead(int val) 將一個值為 val 的節點插入到連結串列中第一個元素之前。在插入完成後，新節點會成為連結串列的第一個節點。
  • void addAtTail(int val) 將一個值為 val 的節點追加到連結串列中作為連結串列的最後一個元素。
  • void addAtIndex(int index, int val) 將一個值為 val 的節點插入到連結串列中下標為 index 的節點之前。如果 index 等於連結串列的長度，那麼該節點會被追加到連結串列的末尾。如果 index 比長度更大，該節點將 不會插入 到連結串列中。
  • void deleteAtIndex(int index) 如果下標有效，則刪除連結串列中下標為 index 的節點。

思路：

  1. 注意頭節點的運用。
  2. 注意C++中建構函式的寫法。（先在外頭寫一個struct）
  3. 注意每個函式進去先判斷特殊情況，例如index<0||index>=size
  4. 注意再往後順連結串列時的截至條件。
  5. 足以delete時釋放空間的寫法。
class MyLinkedList {
public:
    struct LinkedNode {
        int val;
        LinkedNode* next;
        LinkedNode(int val):val(val), next(nullptr){}
    };

    // 初始化連結串列
    MyLinkedList() {
        _dummyHead = new LinkedNode(0); // 虛擬頭結點
        _size = 0;
    }

    // 獲取到第index個節點數值，如果index是非法數值直接返回-1， 注意index是從0開始的，第0個節點就是頭結點
    int get(int index) {
        if (index > (_size - 1) || index < 0) {
            return -1;
        }
        LinkedNode* cur = _dummyHead->next;
        while(index>0){ // 如果--index 就會陷入死迴圈
            cur = cur->next;
            index--;
        }
        return cur->val;
    }

    // 在連結串列最前面插入一個節點，插入完成後，新插入的節點為連結串列的新的頭結點
    void addAtHead(int val) {
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        newNode->next = _dummyHead->next;
        _dummyHead->next = newNode;
        _size++;
    }

    // 在連結串列最後面新增一個節點
    void addAtTail(int val) {
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(cur->next != nullptr){
            cur = cur->next;
        }
        cur->next = newNode;
        _size++;
    }

    // 頭插入
    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--) {
            cur = cur->next;
        }
        newNode->next = cur->next;
        cur->next = newNode;
        _size++;
    }

    // 刪除第index個節點，如果index 大於等於連結串列的長度，直接return，注意index是從0開始的
    void deleteAtIndex(int index) {
        if (index >= _size || index < 0) {
            return;
        }
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(index--) {
            cur = cur ->next;
        }
        LinkedNode* tmp = cur->next;
        cur->next = cur->next->next;
        delete tmp;
        //delete命令指示釋放了tmp指標原本所指的那部分記憶體，
        //被delete後的指標tmp的值（地址）並非就是NULL，而是隨機值。也就是被delete後，
        //如果不再加上一句tmp=nullptr,tmp會成為亂指的野指標
        //如果之後的程式不小心使用了tmp，會指向難以預想的記憶體空間
        tmp=nullptr;
        _size--;
    }

    // 列印連結串列
    void printLinkedList() {
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while (cur->next != nullptr) {
            cout << cur->next->val << " ";
            cur = cur->next;
        }
        cout << endl;
    }
private:
    int _size;
    LinkedNode* _dummyHead;

};

3. 反轉連結串列（雙指標+臨時變數）

題目：給單連結串列的頭節點 head ，返回反轉後的連結串列。

最直接的想法就是把next的指標調轉方向，但是一個指標一定做不到，所以需要雙指標pre和cur。想一想即可知，cur的next指向pre之後，到不了cur的下一個了，所以解決辦法：提前存下cur的下一個的位置，即設定一個tmp指標指向cur->next。

ListNode* reverseList(ListNode* head) {
    ListNode* cur = head;
    ListNode* pre = nullptr;
    while(cur!=nullptr){
        ListNode* tmp = cur->next;
        cur->next = pre;
        pre = cur;
        cur = tmp;
    }
    return pre;
}

今日古詩

烏夜啼·紈扇嬋娟素月

陸游〔宋代〕

紈扇嬋娟素月，紗巾縹緲輕煙。高槐葉長陰初合，清潤雨餘天。
弄筆斜行小草，鉤簾淺醉閒眠。更無一點塵埃到，枕上聽新蟬。

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