【Leetcode60天带刷】day04链表——24. 两两交换链表中的节点， 19.删除链表的倒数第N个节点 ，面试题 02.07. 链表相交

 题目：24. 两两交换链表中的节点

Leetcode原题链接：24. 两两交换链表中的节点

 给你一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题（即，只能进行节点交换）。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4]
输出：[2,1,4,3]

示例 2：

输入：head = []
输出：[]

示例 3：

输入：head = [1]
输出：[1]

提示：

• 链表中节点的数目在范围 [0, 100] 内
• 0 <= Node.val <= 100

 思考历程与知识点： 

因为头结点没有前一个节点

所以为了让所有节点都能采用同一种调换方式，选择用虚拟头结点的写法。

虚拟头结点可以理解为头结点的一个替身。

原来是头结点为老大，后面一群小弟，前面没东西。

现在新立一个替身，

让替身指向头结点后，头结点再指向后面的小弟们。

这样，现在的老大就是那个替身，

而真正的头结点和其他小弟一样，都跟在后面，

这样就可以用同一种方法进行调换了。

 题解：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
        ListNode* dummyhead = new ListNode(0);
        dummyhead -> next = head;
        ListNode* cur = dummyhead;
        while(cur -> next != nullptr && cur -> next -> next != nullptr) {
            ListNode* tmp = cur -> next;
            ListNode* tmp2 = cur -> next -> next -> next ;

            cur -> next = cur ->next ->next;
            cur -> next ->next  = tmp;
            cur -> next ->next ->next = tmp2;
            cur = cur ->next ->next;

        } 
        return dummyhead -> next;
    }
};

 其他语言版本：

java：

class Solution {
  public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        ListNode dumyhead = new ListNode(-1); // 设置一个虚拟头结点
        dumyhead.next = head; // 将虚拟头结点指向head，这样方面后面做删除操作
        ListNode cur = dumyhead;
        ListNode temp; // 临时节点，保存两个节点后面的节点
        ListNode firstnode; // 临时节点，保存两个节点之中的第一个节点
        ListNode secondnode; // 临时节点，保存两个节点之中的第二个节点
        while (cur.next != null && cur.next.next != null) {
            temp = cur.next.next.next;
            firstnode = cur.next;
            secondnode = cur.next.next;
            cur.next = secondnode;       // 步骤一
            secondnode.next = firstnode; // 步骤二
            firstnode.next = temp;      // 步骤三
            cur = firstnode; // cur移动，准备下一轮交换
        }
        return dumyhead.next;  
    }
}

 python：

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next

class Solution:
    def swapPairs(self, head: ListNode) -> ListNode:
        dummy_head = ListNode(next=head)
        current = dummy_head
        
        # 必须有cur的下一个和下下个才能交换，否则说明已经交换结束了
        while current.next and current.next.next:
            temp = current.next # 防止节点修改
            temp1 = current.next.next.next
            
            current.next = current.next.next
            current.next.next = temp
            temp.next = temp1
            current = current.next.next
        return dummy_head.next

题目： 19.删除链表的倒数第N个节点  

Leetcode原题链接：19. 删除链表的倒数第 N 个结点

给你一个链表，删除链表的倒数第 n 个结点，并且返回链表的头结点。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4,5], n = 2
输出：[1,2,3,5]

示例 2：

输入：head = [1], n = 1
输出：[]

示例 3：

输入：head = [1,2], n = 1
输出：[1]

提示：

• 链表中结点的数目为 sz
• 1 <= sz <= 30
• 0 <= Node.val <= 100
• 1 <= n <= sz

 思考历程与知识点： 

删除倒数第n个节点。

因为链表像一串小火车，你只知道火车头的位置。

要想知道全长，你只能从火车头一节一节车厢往后找。

当你到达需要删除的车厢时，你并不知道你已经到了，因为只有知道全长才能知道倒数第n个是哪一个，

找完全部后才知道一共有多少个车厢。

所以要想删掉倒数第n个，并且只需要遍历一次的情况下，

需要想办法知道什么时候已经到达需要删除的车厢了。

双指针：设置两个指针，中间隔着n个距离，当第二个指针到达最后一个节点时，第一个指针就是倒数第n个的距离，很简单的。

 题解：

class Solution {
public:
    ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
        ListNode* dummyHead = new ListNode(0);
        dummyHead->next = head;
        ListNode* slow = dummyHead;
        ListNode* fast = dummyHead;
        while(n-- && fast != NULL) {
            fast = fast->next;
        }
        fast = fast->next; // fast再提前走一步，因为需要让slow指向删除节点的上一个节点
        while (fast != NULL) {
            fast = fast->next;
            slow = slow->next;
        }
        slow->next = slow->next->next; 
        
        // ListNode *tmp = slow->next;  C++释放内存的逻辑
        // slow->next = tmp->next;
        // delete nth;
        
        return dummyHead->next;
    }
};

其他语言版本：

java:

public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n){
    ListNode dummyNode = new ListNode(0);
    dummyNode.next = head;

    ListNode fastIndex = dummyNode;
    ListNode slowIndex = dummyNode;

    //只要快慢指针相差 n 个结点即可
    for (int i = 0; i < n  ; i++){
        fastIndex = fastIndex.next;
    }

    while (fastIndex.next != null){
        fastIndex = fastIndex.next;
        slowIndex = slowIndex.next;
    }

    //此时 slowIndex 的位置就是待删除元素的前一个位置。
    //具体情况可自己画一个链表长度为 3 的图来模拟代码来理解
    slowIndex.next = slowIndex.next.next;
    return dummyNode.next;
}

python:

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next

class Solution:
    def removeNthFromEnd(self, head: ListNode, n: int) -> ListNode:
        # 创建一个虚拟节点，并将其下一个指针设置为链表的头部
        dummy_head = ListNode(0, head)
        
        # 创建两个指针，慢指针和快指针，并将它们初始化为虚拟节点
        slow = fast = dummy_head
        
        # 快指针比慢指针快 n+1 步
        for i in range(n+1):
            fast = fast.next
        
        # 移动两个指针，直到快速指针到达链表的末尾
        while fast:
            slow = slow.next
            fast = fast.next
        
        # 通过更新第 (n-1) 个节点的 next 指针删除第 n 个节点
        slow.next = slow.next.next
        
        return dummy_head.next

题目： 面试题 02.07. 链表相交

Leetcode原题链接：面试题 02.07. 链表相交

​

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。如果两个链表没有交点，返回 null 。

图示两个链表在节点 c1 开始相交：

题目数据 保证 整个链式结构中不存在环。

注意，函数返回结果后，链表必须 保持其原始结构 。

示例 1：

输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,0,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3
输出：Intersected at '8'
解释：相交节点的值为 8 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。
从各自的表头开始算起，链表 A 为 [4,1,8,4,5]，链表 B 为 [5,0,1,8,4,5]。
在 A 中，相交节点前有 2 个节点；在 B 中，相交节点前有 3 个节点。

示例 2：

输入：intersectVal = 2, listA = [0,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1
输出：Intersected at '2'
解释：相交节点的值为 2 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。
从各自的表头开始算起，链表 A 为 [0,9,1,2,4]，链表 B 为 [3,2,4]。
在 A 中，相交节点前有 3 个节点；在 B 中，相交节点前有 1 个节点。

示例 3：

输入：intersectVal = 0, listA = [2,6,4], listB = [1,5], skipA = 3, skipB = 2
输出：null
解释：从各自的表头开始算起，链表 A 为 [2,6,4]，链表 B 为 [1,5]。
由于这两个链表不相交，所以 intersectVal 必须为 0，而 skipA 和 skipB 可以是任意值。
这两个链表不相交，因此返回 null 。

提示：

• listA 中节点数目为 m
• listB 中节点数目为 n
• 0 <= m, n <= 3 * 104
• 1 <= Node.val <= 105
• 0 <= skipA <= m
• 0 <= skipB <= n
• 如果 listA 和 listB 没有交点，intersectVal 为 0
• 如果 listA 和 listB 有交点，intersectVal == listA[skipA + 1] == listB[skipB + 1]

思考历程与知识点： 

如果一个节点一个节点找，那就是上面的线路挨个节点选一遍，

假设它是交点，然后每个都要在下面从头到尾找一圈，那复杂度就是O（N*N）,实在是太大了。

所以换个思路，

既然最后会汇合成一条线路，那就说明，两个链表最后几个肯定一样呀。

所以只要从后往前找，一直到两边不同的时候，就是分叉点了。

 题解：

class Solution {
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
        ListNode* curA = headA;
        ListNode* curB = headB;
        int lenA = 0, lenB = 0;
        while (curA != NULL) { // 求链表A的长度
            lenA++;
            curA = curA->next;
        }
        while (curB != NULL) { // 求链表B的长度
            lenB++;
            curB = curB->next;
        }
        curA = headA;
        curB = headB;
        // 让curA为最长链表的头，lenA为其长度
        if (lenB > lenA) {
            swap (lenA, lenB);
            swap (curA, curB);
        }
        // 求长度差
        int gap = lenA - lenB;
        // 让curA和curB在同一起点上（末尾位置对齐）
        while (gap--) {
            curA = curA->next;
        }
        // 遍历curA 和 curB，遇到相同则直接返回
        while (curA != NULL) {
            if (curA == curB) {
                return curA;
            }
            curA = curA->next;
            curB = curB->next;
        }
        return NULL;
    }
};

其他语言版本：

java:

public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        ListNode curA = headA;
        ListNode curB = headB;
        int lenA = 0, lenB = 0;
        while (curA != null) { // 求链表A的长度
            lenA++;
            curA = curA.next;
        }
        while (curB != null) { // 求链表B的长度
            lenB++;
            curB = curB.next;
        }
        curA = headA;
        curB = headB;
        // 让curA为最长链表的头，lenA为其长度
        if (lenB > lenA) {
            //1. swap (lenA, lenB);
            int tmpLen = lenA;
            lenA = lenB;
            lenB = tmpLen;
            //2. swap (curA, curB);
            ListNode tmpNode = curA;
            curA = curB;
            curB = tmpNode;
        }
        // 求长度差
        int gap = lenA - lenB;
        // 让curA和curB在同一起点上（末尾位置对齐）
        while (gap-- > 0) {
            curA = curA.next;
        }
        // 遍历curA 和 curB，遇到相同则直接返回
        while (curA != null) {
            if (curA == curB) {
                return curA;
            }
            curA = curA.next;
            curB = curB.next;
        }
        return null;
    }

}

 python:

class Solution:
    def getIntersectionNode(self, headA: ListNode, headB: ListNode) -> ListNode:
        lenA, lenB = 0, 0
        cur = headA
        while cur:         # 求链表A的长度
            cur = cur.next 
            lenA += 1
        cur = headB 
        while cur:         # 求链表B的长度
            cur = cur.next 
            lenB += 1
        curA, curB = headA, headB
        if lenA > lenB:     # 让curB为最长链表的头，lenB为其长度
            curA, curB = curB, curA
            lenA, lenB = lenB, lenA 
        for _ in range(lenB - lenA):  # 让curA和curB在同一起点上（末尾位置对齐）
            curB = curB.next 
        while curA:         #  遍历curA 和 curB，遇到相同则直接返回
            if curA == curB:
                return curA
            else:
                curA = curA.next 
                curB = curB.next
        return None 

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