玩轉演算法面試之連結串列

206 Reverse Linked List

• 反轉連結串列。
• 一般遇到這種題，入門的大概思路是利用棧儲存，然後再反向彈出賦值更新（改變連結串列中的值），不過這種思路是錯誤的。
• 那我先把頭結點指向Null? 錯，因為這樣我們就拿不到2這個節點了。
• 
• 我們需要三個指標來幫我們解決問題。（pre,cur,next）三個節點依次向前移動
• 

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * function ListNode(val) {
 *     this.val = val;
 *     this.next = null;
 * }
 */
/**
 * @param {ListNode} head
 * @return {ListNode}
 */
var reverseList = function(head) {
    let pre = null
    while (head) {
        // 儲存下一個結點
        next = head.next
        // 反轉指標方向
        head.next = pre
        // 節點遞增
        pre = head
        head = next
    }
    return pre
};

92. Reverse Linked List II

反轉一個連結串列從m到n的元素。
如對於連結串列1->2->3->4->5->NULL，m=2,n=4。則返回連結串列1->4->3->2->5->NULL

• m和n超過連結串列範圍怎麼辦? m和n是負值怎麼辦？
• m>n怎麼辦?
• m=1.或者n是最後一個

var reverseBetween = function(head, m, n) {
    if(m >= n) {
        return head;
    }
    
    var dummy = new ListNode(0);  //透過構建listNode，處理m==1的情況
    dummy.next = head;
    head = dummy;
    
    // 移動head到m-1的node;
    for(var i = 0; i 

83. Remove Duplicates from Sorted List

給出一個有序連結串列，刪除其中所有重複元素，使得每個元素只保留一次。

• 如1->1->2，返回1->2
• 如1->1->2->3->3，返回1->2->3

86. Partition List

給出一個連結串列以及一個數x，將連結串列重新整理，使得小於x的元素在前；大於等於x的元素在後。

• 如1->4->3->2->5->2，×=3
• 返回1->2->2->4->3->5
• 左邊和右邊的順序是任意還是需要保持原有連結串列的順序

328. Odd Even Linked List

給出一個連結串列，將連結串列重新整理，使得所有索引為奇數的節點排在索引為偶數的節點前面。

• 如1->2->3->4->5->NULL
• 返回1->3->5->2->4->NULL
• 第一個節點的索引為1
• 奇數索引的節點和偶數索引的節點在重新整理後要保持相對順序。

2. Add Two Numbers

給出兩個非空連結串列，表示兩個非負整數。其中每一個整數的各位數字以逆序儲存，返回這兩個整數相加所代表的連結串列。

• 如342+465=807
• 則給出2->4->3和5->6->4，返回7->0->8
• 數字中是否有前置的零。（除零以外，沒有前置零）
• 當我們遇到字串表示數字的情況時，要考慮負數。本文因為已經支援非負整數

445. Add Two Numbers II

給出兩個非空連結串列，表示兩個非負整數。其中每一個整數的各位數字以順序儲存，返回這兩個整數相加所代表的連結串列。

• 如342+465=807
• 則給出3->4->2和4->6->5，返回8->0->7
• 不允許修改輸入的連結串列
• 使用輔助資料結構

設立連結串列的虛擬頭節點

203. Remove Linked List Elements

在連結串列中刪除值為val的所有節點

• 如1->2->6->3->4->5->6->NULL，要求刪除值為6的節點
• 返回1->2->3->4->5->NULL
  
• 對刪除第一個元素不適用,不過我們可以拿出來單獨判斷頭節點，但是這樣就產生了兩個刪除邏輯，所以這個時候就需要dummy虛擬節點，這樣對連結串列中的所有節點都可以統一了
  

var removeElements = function(head, val) {
    if(head === null){
        return head;
    }
    
    var dummy = new ListNode(-1);
    dummy.next = head;
    prev = dummy;
    cur = head;
    
    while(prev !== null && prev.next !== null){
		// 如果當前元素等於要刪除元素，刪除
        if(cur.val === val) {
            prev.next = cur.next;
            cur = prev.next;
        } else {
            prev = cur;
            cur = cur.next;
        }
    }
    
    return dummy.next;
};

虛擬頭節點技巧鞏固

82. Remove Duplicates from Sorted Listed II

給定一個有序連結串列，將其中有重複的元素全部刪除。

• 如1->2->3->3->4->4->5，返回1->2->5
• 如1->1->1->2->3，返回2->3

21. Merge Two Sorted Lists

merge兩個有序的連結串列

24. Swap Nodes in Pairs

給定一個連結串列，對於每兩個相鄰的節點，交換其位置。

• 如：連結串列為1->2->3->4->NULL
• 返回：2->1->4->3->NULL
• 只能對節點進行操作，不能修改節點的值
• 下圖next是不必要指標，但是去除最佳化效果不大

var swapPairs = function(head) {
    var dummy = new ListNode(0);
    dummy.next = head;
    var n1 = dummy;
    var n2 = head;
    // 確認還有節點可以交換
    while(n2 !== null && n2.next !== null){
        // 儲存next節點，防止丟失
        var nextStart = n2.next.next;
        // 交換
        n1.next = n2.next;
        n1.next.next = n2;
        n2.next = nextStart;
        
        n1 = n2;
        n2 = n2.next;
    }
    
    return dummy.next;
};

25. Reverse Nodes in k-Group

給定一個連結串列，每k個節點為一組，反轉每一組的k個節點。k為正整數且小於等於連結串列長度。如果連結串列長度不是k的整數倍，剩餘部分不需要進行反轉。如：1->2->3->4->5->NULL

• 若k=2，則結果為：2->1->4->3->5->NULL
• 若k=3，則結果為：3->2->1->4->5->NULL

147. Insertion Sort List

為一個連結串列進行插入排序

148. Sort List

寫一個排序演算法，用0（nlogn)的時間複雜度為一個連結串列進行排序
歸併排序

237. Delete Node in a Linked List

給定連結串列中的一個節點，刪除該節點
難點：不可能拿到刪除節點的前一個節點
解決思路： deleteNode = deleteNode->next, 然後刪除deleteNode->next(老辦法)

var deleteNode = function(node) {
	if(node == null) return;

    if(node.next === null){
	    node.val = null;
        return;
    }
    
    node.val = node.next.val;
    node.next = node.next.next;
};

雙指標技術

19. Remove Nth Node From End of List

給定一個連結串列，刪除倒數第n個節點

• 如：1->2->3->4->5->NULL,n=2
• 返回：1->2->3->5
• n從0計還是從1計
• n不合法，負數或者大於連結串列長度如何處理（保證n合法）

解法1：先遍歷一遍計算連結串列長度；再遍歷一遍刪除倒數第n個節點

• 遍歷兩遍連結串列。能否只遍歷一遍連結串列？
• 藉助兩個指標： 兩個指標間的距離相等

var removeNthFromEnd = function(head, n) {
    var n1 = new ListNode();
    var n2 = new ListNode();
    var dummy = n2;
    
    n1.next = head;
    n2.next = head;
    // 這裡判斷n1是為了防止傳入的n比連結串列總長度還要長
    while(n > 0 && n1){
        n1 = n1.next;
        n--;
    }
    // 說明n確實比連結串列還要長。
    if(n > 0){
        return head;
    }
    // 經過上面的迴圈，n1和n2已經相差了n個結點
    while(n1 && n1.next){
        n1 = n1.next;
        n2 = n2.next;
    }
    // 刪除
    n2.next = n2.next.next;
    
    return dummy.next;
};

61. Rotate List

給定一個連結串列，讓這個連結串列向右旋轉k位。其中k為非負數。
如：1->2->3->4->5->NULL，k=2

• 第一次旋轉：5->1->2->3->4->NULL
• 第二次旋轉：4->5->1->2->3->NULL

143.Reorder List

給定一個連結串列L（0)>L(1)>L(2)>.…>L(n-1)>L(n)
將其變為L（O)>L(n)->L(1)->L(n-1)->L(2)->L(n-2)……的形式

• 連結串列無法隨機訪問資料，如何獲得中間的元素？
• 兩次遍歷可以，但是一次遍歷怎麼獲取？

234.Palindrome Linked List

給一個連結串列，判斷這個連結串列是否為迴文連結串列。

• 能否使用0(1)的空間複雜度解決問題？