目錄
- 基本性質
- 連結串列的分類
- 按連線方向分類
- 按照有無迴圈分類
- 連結串列問題程式碼實現的關鍵點
- 連結串列插入和刪除的注意事項
- 連結串列翻轉
- 向一個有序的環境連結串列中插入一個節點，並保持依舊有序
- 對於一個單連結串列，在不給定head的情況下刪除指定node。要求時間複雜度O(1)
- 給定一個連結串列，與一個陣列num。要求實現荷蘭國旗
- 給定兩個有序連結串列的head，列印共同部分
- 給定一個單連結串列的head，實現一個調整連結串列的函式，使得每K個節點之間逆序，如果最後不足K個，則不調整
- 判斷一個連結串列是否為迴文結構
- 判斷一個單連結串列是否有環，如有則返回入環節點。時間複雜度O(N)，額外空間複雜度O(1)
- 兩個無環單連結串列是否相交，時間複雜度O(N+M)，額外空間複雜度O(1)
- 判斷兩個有環單連結串列是否相交，時間複雜度O(N+M)，額外空間複雜度O(1)
- 判斷兩個連結串列是否相交，並返回第一個相交的節點
基本性質
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連結串列問題演算法難度不高，但考察程式碼的實現能力
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連結串列和陣列一樣，都是一種線性結構
- 陣列是實體地址上一段連續的儲存空間。可以通過下標直接獲取元素當內容超出容量時需要重新定義陣列。
- 連結串列空間不一定保持聯絡，為臨時分配的。只能從連結串列的頭部開始一個一個查詢增刪的效率高於陣列，因為不需要更改記憶體結構
連結串列的分類
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按連線方向分類
- 單連結串列每個節點只能通過
next指標，指向下一個節點。 - 雙連結串列除了
next指標之外，還有一個prev指標指向其上一個節點。
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按照有無迴圈分類
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普通連結串列頭無prev，尾無next。
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迴圈連結串列首尾相接的連結串列。最後一個節點的next指標指向其第一個節點對於雙連結串列，其第一個節點的prev指標指向最後一個節點。
連結串列問題程式碼實現的關鍵點
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連結串列調整函式的返回值，往往是節點型別
連結串列在調整過程中往往遇到改變頭部的情況，如果頭節點被改變則需要返回一個新頭部。
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在調整連結串列的過程中，先採用畫圖的方式理清邏輯
注意那些指標變化了，同時注意對前後節點的影響。
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邊界條件的處理
頭節點，尾節點，空節點的特殊處理。
連結串列插入和刪除的注意事項
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特殊處理連結串列為空或長度為1
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插入過程的調整
取得前後節點，將前節點的next指向新節點，新節點的next指向後節點。
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刪除過程的調整
取得前後節點，將前一個節點的next指標指向後一個節點。
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頭尾插入或刪除
在邏輯的設計上應該考慮空節點的情況
連結串列翻轉
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特殊處理連結串列為空或長度為1
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單連結串列的翻轉
已翻轉的頭節點head，下一個節點now
- 將now節點的next指向head
- 將now節點設定為已翻轉部分的新head
需要注意在執行1，2步驟之前需要一個變數來儲存原now節點的next節點。步驟2設定了新的head之後，將該節點作為新的now，繼續翻轉。
向一個有序的環境連結串列中插入一個節點，並保持依舊有序。
要求時間複雜度O(N)，額外空間複雜度O(1)。
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如果連結串列為空
讓新節點node自己成為環形連結串列，並返回node即可。
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如果連結串列不為空
令變數
prve設為頭節點，current設為第二個節點，兩個節點同步移動。
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當有
node<，則說明node應該插入二者之間
=prve &
&
node>
=current -
若prve回到head但依舊沒有合適的位置插入說明node為最大值或最小值，插入head之前即可。需要區分為兩種情況下是否出現新的head，並返回。
對於一個單連結串列，在不給定head的情況下刪除指定node。要求時間複雜度O(1)
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如果node.next不為空，也就是node不是尾節點
如果工程允許，可以將node.next的內容copy到node節點上，變相的刪除了node節點的資料。
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如果node是尾節點
給定一個連結串列，與一個陣列num。要求實現荷蘭國旗
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將連結串列遍歷成陣列，然後進行荷蘭國旗排序，最後還原成連結串列。
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遍歷連結串列的過程中使用三個小連結串列。小於，等於，大於。最後將三個連結串列串聯。
給定兩個有序連結串列的head，列印共同部分
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有一個為空直接返回
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採用外排的方式，直到有一個為空則停止。
給定一個單連結串列的head，實現一個調整連結串列的函式，使得每K個節點之間逆序，如果最後不足K個，則不調整。
- 連結串列為空，長度<
k或者k<
2直接返回
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通過棧結構，實現逆序
- 需要保留上次逆序的最後一位元素，修改其next。
- 最後段不足k個，直接不修改。值將上次逆序的最後一個元素next設定好。
- 第一組的第一個節點為頭節點。
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不使用棧結構，手動逆序
判斷一個連結串列是否為迴文結構
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將連結串列節點依次入棧，在彈出時與原連結串列依次比對。
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使用快行指標，通過二倍速的方式遍歷。依次將慢指標的節點壓入棧中，當快節點遍歷到末尾時，慢指標正好處於中間位置。繼續移動慢指標，並與棧中彈出的元素做對比。(需要注意總量的奇偶)
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將後半部分連結串列進行逆序處理，從兩端同時進行遍歷比對
判斷一個單連結串列是否有環，如有則返回入環節點。時間複雜度O(N)，額外空間複雜度O(1)
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1. 如果連結串列有結尾，則說明無環
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2.1 如果不要求額外空間複雜度，可以直接用雜湊表比對。
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2.2 使用快行指標的方式
如果兩指標相遇則表示有環，此時將快指標改為1，並從head重新同步移動，相遇處即為入環位置或者還有另一個證明。
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程式碼
/// 獲取入環節點////// - Parameter node: 頭節點/// - Returns: 有環則返回入環節點，否則返回空func getLoopNode(head : Node) ->
Node {
//連結串列長度為 0，1，2 不可能成環 if head==nil || head.next==nil || head.next.next==nil {
return nil
} var slowP = head //慢行指標 var fastP = head //快行指標 while slowP != fastP {
if slowP.next==nil || fastP.next.next==nil {
//連結串列有結尾，不可能成環 return nil
} slowP = slowP.next fastP = fastP.next.next
}//執行到這裡說明兩指標相遇了 //從head開始遍歷再次相交則為入環點 fastP = head while fastP != slowP {
slowP = slowP.next fastP = fastP.next
} return fastP
}複製程式碼兩個無環單連結串列是否相交，時間複雜度O(N+M)，額外空間複雜度O(1)
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1. 先遍歷兩個連結串列確定長度
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2. 若兩個連結串列結尾不同，則不相交
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3. 另長連結串列從短連結串列開始位置與短連結串列再次同步遍歷，檢視是否相同。
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程式碼
/// 兩個無環單連結串列是否相交////// - Parameters:/// - head1: 連結串列1/// - head2: 連結串列2/// - Returns: 相交點或者為空func noLoop(head1:Node ,head2:Node) ->
Node {
if head1==nil || head2==nil {
return nil
} var p1 = head1 var p2 = head2 //獲取兩個連結串列長度差值 var n = 0 while p1.next != nil {
p1 = p1.next n+=1
} while p2.next != nil {
p2 = p2.next n-=1
} if p1 != p2 {
//若兩個連結串列結尾不同，則一定不相交 return nil
} p1 = n>
=0 ? head1:head2 //使 p1 指向較長的連結串列 p2 = p2==head1 ? head2:head1 //使p2 指向另一個連結串列 n = abs(n) //取絕對值 while n>
0 {//將長連結串列移動n次。 p1 = p1.next n-=1
} //查詢連結串列上第一個相同的點 while p1 != p2 {
p1 = p1.next p2 = p2.next
} return p1
}複製程式碼判斷兩個有環單連結串列是否相交，時間複雜度O(N+M)，額外空間複雜度O(1)
首先都需要先去定單獨的入環節點，然後
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是否入環之前已經相交
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是否入環時才相交，則入環位置節點相同
如果相交點為loop1或者loop2，則為入環時才相交
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入環後才相交迴圈其中一個環，若遇到另一個的入環節點則返回。
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否則，兩連結串列並未相交
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程式碼
/// 兩個有環單連結串列是否相交////// - Parameters:/// - head1: 連結串列1/// - head2: 連結串列2/// - loop1: 連結串列1入環點/// - loop2: 連結串列2入環點/// - Returns: 相交點或者為空func bothLoop(head1:Node ,head2:Node ,loop1:Node ,loop2:Node) ->
Node {
if head1==nil || head2==nil{
return nil
} if loop1 == loop2 {
//兩個連結串列在入環之前已經相交 var p1 = head1 var p2 = head2 //獲取兩個連結串列長度差值 var n = 0 while p1.next != loop1 {
p1 = p1.next n+=1
} while p2.next != loop2 {
p2 = p2.next n-=1
} p1 = n>
=0 ? head1:head2 //使 p1 指向較長的連結串列 p2 = p2==head1 ? head2:head1 //使p2 指向另一個連結串列 n = abs(n) //取絕對值 while n>
0 {//將長連結串列移動n次。 p1 = p1.next n-=1
} //查詢連結串列上第一個相同的點 while p1 != p2 {
p1 = p1.next p2 = p2.next
} return p1
}else {
//兩個連結串列在入環之後才相交 var p1 = loop1.next var p2 = loop2 while p1 == loop1 {
//迴圈loop1一次 p1 = p1.next if p1 == p2 {
return p1
}
} return nil //並未相交
}
}複製程式碼判斷兩個連結串列是否相交，並返回第一個相交的節點
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嘗試找到各自的入環節點
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若一個有環一個無環，則不相交
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若都為無環，則按照上文《兩個無環單連結串列是否相交》的方式查詢
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若都為有環，則按照上文《判斷兩個有環單連結串列是否相交》的方式查詢
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程式碼
func getIntersectNode(head1:Node,head2:Node) ->
Node {
if head1 == nil || head2 == nil {
return nil
} //獲取兩個入環節點 var loop1 = getLoopNode(head: head1) var loop2 = getLoopNode(head: head2) if (loop1 == nil &
&
loop2 != nil)||(loop1 != nil &
&
loop2==nil) {
return nil //一個有環一個無環，肯定不相交
} if loop1==nil || loop2==nil {//兩個連結串列都不為環型結構 return noLoop(head1: head1, head2: head2)
}else {
//兩個環形連結串列 return bothLoop(head1: head1, head2: head2, loop1: loop1, loop2: loop2)
}
}複製程式碼