一些数据结构经典习题
part 2
链表

1.给你一个链表的头节点 head 和一个整数 val ，请你删除链表中所有满足 Node.val == val 的节点，并返回新的头节点。

struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val)
{struct ListNode* prev=NULL;struct ListNode* cur=head;while(cur){if(cur->val==val){  if(cur==head){head=cur->next;free(cur);cur=head;}else{prev->next=cur->next;free(cur);cur=prev->next;}}else{prev=cur;cur=cur->next;}}return head;
}

此题是对链表删除功能的一个应用，要考虑到特殊情况头删。

做法二

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
struct ListNode
{int val;struct ListNode* next;
};struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val)
{struct ListNode* tail = NULL;struct ListNode* cur = head;//哨兵位head = tail = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));tail->next = NULL;//防止野指针while (cur){if (cur->val == val){struct ListNode* del = cur;cur = cur->next;free(del);}else{tail->next = cur;tail = tail->next;cur = cur->next;}}tail->next = NULL;struct ListNode* del = head;head = head->next;free(del);return head;
}int main()
{struct ListNode* n1 = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));assert(n1);struct ListNode* n2 = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));assert(n2);struct ListNode* n3 = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));assert(n3);struct ListNode* n4 = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));assert(n4);n1->val = 7;n2->val = 7;n3->val = 8;n4->val = 7;n1->next = n2;n2->next = n3;n3->next = n4;n4->next = NULL;struct ListNode* head = removeElements(n1, 7);return 0;
}

反转链表

给你单链表的头节点 head ，请你反转链表，并返回反转后的链表

方法一：头插法

struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head)
{struct ListNode* newhead=NULL;struct ListNode* cur=head;while(cur){struct ListNode* next=cur->next;cur->next=newhead;newhead=cur;cur=next;}return newhead;
}

方法二：改变指向

struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head)
{if（head==NULL)//防止n2->next出现野指针return NULL;struct ListNode *n1,*n2,*n3;n1=NULL;n2=head;n3=n2->next;while(n2){//改指向n2->next=n1;//迭代，改值n1=n2;n2=n3;//判断是否结束if(n3)n3=n3->next;}return n1;
}

链表的中间的结点

给定一个头结点为 head 的非空单链表，返回链表的中间结点。

如果有两个中间结点，则返回第二个中间结点。

struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head)
{struct ListNode * slow,*fast;//*不要掉了fast=slow=head;//顺序不能变while(fast&&fast->next){slow=slow->next;fast=fast->next->next;//一次走两格}return slow;
}

分两种情况，奇数个和偶数个

链表中倒数第k个结点

输入一个链表，输出该链表中倒数第k个结点。

struct ListNode* FindKthToTail(struct ListNode* pListHead, int k )
{struct ListNode *fast,*slow;slow=fast=pListHead;//fast提前走k步while(k--){//防止还没走到k步，链表就结束了if(fast==NULL)return NULL;fast=fast->next;}while(fast){fast=fast->next;slow=slow->next;}return slow;
}

此题使用双指针，快慢指针，注意链表长度和k的关系

合并两个有序链表

将两个升序链表合并为一个新的升序链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。

解法一：
不带哨兵位头结点

struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2)
{if(list1==NULL)return list2;if(list2==NULL)return list1;struct ListNode* head,*tail;head=tail=NULL;while(list1&&list2){if(list1->val<list2->val){if(tail==NULL){head=tail=list1;}else{tail->next=list1;tail=tail->next;}list1=list1->next;}else{if(tail==NULL){head=tail=list2;}else{tail->next=list2;tail=tail->next;}list2=list2->next;}}if(list1)tail->next=list1;if(list2)tail->next=list2;return head;
}

首先判断两个链表是否为空，为空返回另外一个链表
不为空则进入循环，从头判断链表的值大小，其中要判断尾指针是否为空，为空相当于头插链表。
最后，当一个链表为空，直接将另一个链表剩余值返回到尾指针。

带哨兵位头结点解法

struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2)
{struct ListNode* head,*tail;head=tail=(struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));tail->next=NULL;while(list1&&list2){if(list1->val<list2->val){tail->next=list1;tail=tail->next;list1=list1->next;}else{tail->next=list2;tail=tail->next;list2=list2->next;}}if(list1)tail->next=list1;if(list2)tail->next=list2;struct ListNode* list=head->next;free(head);return list;
}

链表分割

现有一链表的头指针 ListNode* pHead，给一定值x，编写一段代码将所有小于x的结点排在其余结点之前，且不能改变原来的数据顺序，返回重新排列后的链表的头指针。

此题使用了哨兵位头结点

class Partition {public:ListNode* partition(ListNode* pHead, int x){struct ListNode* lesshead,*lesstail,*greaterhead,*greatertail;lesshead=lesstail=(struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));greaterhead=greatertail=(struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));lesstail->next=NULL;greatertail->next=NULL;struct ListNode* cur=pHead;while(cur){if(cur->val<x){lesstail->next=cur;lesstail=lesstail->next;}else{greatertail->next=cur;greatertail=greatertail->next;}cur=cur->next;}lesstail->next=greaterhead->next;greatertail->next=NULL;struct ListNode* list=lesshead->next;free(lesshead);free(greaterhead);return list;}
}

链表的回文结构

对于一个链表，请设计一个时间复杂度为O(n),额外空间复杂度为O(1)的算法，判断其是否为回文结构。

给定一个链表的头指针A，请返回一个bool值，代表其是否为回文结构。保证链表长度小于等于900。

struct ListNode* middleNode(ListNode* head)
{struct ListNode * fast,*slow;slow=fast=head;while(fast&&fast->next){slow=slow->next;fast=fast->next->next;}return slow;
}
struct ListNode* reverseList(ListNode* head)
{if(head==NULL)return NULL;struct ListNode *n1,*n2,*n3;n1=NULL:n2=head;n3=n2->next;while(n2){n2->next=n1;n1=n2;n2=n3;if(n3)n3=n3->next;}return n1;
}class PalindromeList {public:bool chkPalindrome(ListNode* A){struct ListNode* mid=middleNode(A);struct ListNode* rhead=reverseList(mid);while(A&&rhead){if(a->val!=rhead->val)return false;else{A=A->next;rhead=rhead->next;}}return true;}};

此题思路是：先找到中间结点，再将后半部分反转，前部分和后半部分进行比较，相同返回true,不同返回false.

相交链表

给你两个单链表的头节点 headA 和 headB ，请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表不存在相交节点，返回 null 。

struct ListNode *getIntersectionNode(struct ListNode *headA, struct ListNode *headB)
{struct ListNode* curA=headA,*curB=headB;int lenA=1,lenB=1;while(curA->next){curA=curA->next;lenA++;}while(curB->next){curB=curB->next;lenB++;}if(curA!=curB){return NULL;}else{struct ListNode* longlist=headA,*shortlist=headB;if(lenA<lenB){longlist=headB;shortlist=headA;}int gap=abs(lenA-lenB);while(gap--){longlist=longlist->next;}while(shortlist!=longlist){shortlist=shortlist->next;longlist=longlist->next;}return shortlist;}
}

基本思路是：先求出两个链表的长度，同时如果两个链表不相等则说明不相交，返回NULL。让长的链表先走差距步，当长链表等于断链表时，返回短链表此时就是相交结点。

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