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链表系列题目

链表系列题目

作者: Miss_麦兜 | 来源:发表于2017-12-03 01:00 被阅读0次

    1.打印两个有序链表的公共部分

    【题目】给定两个有序链表的头指针head1和head2,打印两个链表的公共部分。例如:
    【思路】因为链表有序,两个指针同时开始,一一进行比较,谁小谁就往后移动,若相等就打印,然后一起向后移动。

    2.判断一个链表是否为回文结构

    【题目】给定一个链表的头节点head,请判断该链表是否为回文结构。例如:
    1->2->1,返回true。
    1->2->2->1,返回true。
    15->6->15,返回true。
    1->2->3,返回false。
    【思路】

    • 方法一:遍历链表,将值依次入栈,因为回文就是正序遍历=逆序遍历;再次遍历链表,同时栈依次弹出,如果一直都是相等的,就是回文。
    • 方法二:(栈的空间减少了一半)两个指针,一快一慢,即一个走一步,一个走两步;当快指针走完之后,慢指针在此之后遍历的数字依次入栈;然后再次从头遍历指针,同时栈依次弹出,如果一直都是相等的,就是回文。

    【进阶】如果链表长度为N,时间复杂度达到O(N),额外空间复杂度达到O(1)。
    【思路】两个指针,一快一慢,即一个走一步,一个走两步;当快指针走完之后,慢指针在此之后遍历的数字进行reverse;然后从两头同时开始遍历,如果一直都是相等的,就是回文。

    3.将单向链表按某值划分成左边小、中间相等、右边大的形式

    【题目】

    • 给定一个单向链表的头节点head,节点的值类型是整型,再给定一个整数pivot。
    • 实现一个调整链表的函数,将链表调整为左部分都是值小于pivot的节点,中间部分都是值等于pivot的节点,右部分都是值大于pivot的节点。除这个要求外,对调整后的节点顺序没有更多的要求。
    • 例如:链表9->0->4->5->1,pivot=3。调整后链表可以是1->0->4->9->5,也可以是0->1->9->5->4。
    • 总之,满足左部分都是小于3的节点,中间部分都是等于3的节点(本例中这个部分为空),右部分都是大于3的节点即可。对某部分内部的节点顺序不做要求。

    【思路】

    • 需要考虑某一块没有的情况。
    • 方法一:准备三个队列,遍历链表,将节点入相应的队列中,然后再依次出队列即可。
    • 方法二:遍历链表,分别找到第一个小于、等于和大于pivot的节点;然后将三个节点分别作为头结点,遇到相应的节点就放入其中;最后将三个链表的首尾相连即可。

    4.复制含有随机指针节点的链表

    【题目】一种特殊的链表节点类描述如下:

    public class Node {
      public int value;
      public Node next;
      public Node rand;
      public Node(int data) {
        this.value = data;
      }
    }
    
    • Node类中的value是节点值,next指针和正常单链表中next指针的意义一样,都指向下一个节点,rand指针是Node类中新增的指针,这个指针可能指向链表中的任意一个节点,也可能指向null。
    • 给定一个由Node节点类型组成的无环单链表的头节点head,请实现一个函数完成这个链表中所有结构的复制,并返回复制的新链表的头节点。

    【进阶】不使用额外的数据结构,只用有限几个变量,且在时间复杂度为O(N)内完成原问题要实现的函数。
    【思路】

    • 方法一:经典解法,用map
    • 方法二:克隆节点的时候,就将其放在老节点的后面,克隆节点的random指向相对应老节点的random.next。然后进行分离,得到克隆链表,分离的时候不需要考虑random指针。

    5.两个单链表相交的一系列问题

    【题目】

    • 在本题中,单链表可能有环,也可能无环。给定两个单链表的头节点head1和head2,这两个链表可能相交,也可能不相交。
    • 请实现一个函数,如果两个链表相交,请返回相交的第一个节点;如果不相交,返回null即可。

    【要求】如果链表1的长度为N,链表2的长度为M,时间复杂度请达到O(N+M),额外空间复杂度请达到O(1)。
    【思路】

    • 判断链表是否有环,如果有环,返回第一个入环的节点。
      • 方法一:遍历链表,将每个节点加入到map里,如果发现有一个节点再加入map前就已经存在于map中,说明有环,该节点即为入环节点;如果最后走到null了,说明无环。
      • 方法二:两个指针,一快一慢,即一个走一步,一个走两步。如果无环,那么快指针一定会走到结尾;如果有环,那么快指针和慢指针一定会在环里相遇,相遇后,快指针回到head节点,然后快指针和慢指针都变为每次走一步,同时开始走,一定会在入环节点相遇(数学结论)。
    • 二者相交分为三种情况
      • 情况一:两个单链表都无环。首先获取两个链表的长度,求得差值;用两个指针,长度长的链表指针先走差值的步数,然后再同时走;如果last1=last2说明它们一定相交,否则不相交。
      • 情况二:一个链表有环,一个链表无环,绝对不可能相交。因为一个节点只能有一个next。
      • 情况三:两个链表都有环。
        • 两个链表在环出现之前就相交了,之后一直相交。loop1=loop2,即两个链表的入环节点相同,则相交。用两个指针,长度长的链表指针先走差值的步数,然后再同时走;如果两个链表的入环节点都不为空且相等,则相交。
        • 两个链表只共享环。loop1在环中走的时候遇到了loop2,但不相等。

    6.反转单向和双向链表

    【题目】分别实现反转单向链表和反转双向链表的函数。
    【要求】如果链表长度为N,时间复杂度要求为O(N),额外空间复杂度要求为O(1)。
    【思路】可以用栈或者原地反转。

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