孤独的时候看世界更清晰
前言
数据结构的逻辑性是非常强的，所以单单看代码很难搞懂，这里博主对每一道题目都进行了非常细致的图文详解，每一道题目都是非常经典的面试OJ题，每一道题我都附上了对应的力扣链接，本文主要是较为简单的题目，比较难的题目将会在下一篇博客中为大家讲解，希望对大家有所帮助，谢谢！！
目录
1. 移除链表元素
1）总代码
2. 反转链表
2）总代码
3. 链表的中间结点
3）总代码
4. 链表中倒数第k个结点
4）总代码
5. 合并两个有序链表
5）总代码
1. 移除链表元素
题目：删除链表中等于给定值 val 的所有节点
假设我们要删除val=45的节点，那么我们首先要定义一个prev和cur，让prev指向第一个节点，cur指向第二个节点，然后我们判断cur的val是不是45？如果等于那么
prev.next = cur.next;
这样便完成了该节点的删除，该节点就会被回收
接着我们便让cur往后面走一步，但是prev不能动，原因是为了防止下个节点依旧是45，当下个节点不是我们要删除的数时，就让prev向前走，使cur和prev处于同一位置（如下图1），然后再让cur往后走（如下图2）
所以我们这里要分两种情况，一种是下个节点是我们要删除的数，另一种是下个节点不是我们要删除的数
while( ) { if(cur.val == val) { prev.next = cur.next; cur = cur.next; }else { prev = cur; cur = cur.next; }当我们走到0x36这个节点，发现是45，满足我们上述代码的if条件
走到这里我们自然而然知道了while()的条件，那就是 cur != null ,为什么呢？当走到这一步时候，cur所处的节点56不等于45，所以执行else里面的代码
这样便把所有的45删掉了，这个时候我们return head即可，但是我们没有考虑到头节点是不是45的问题，所以我们还要完善，我先把上述过程进行代码实现：
public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
ListNode prev = head; //prey表示当前可能要删除的节点的前驱
ListNode cur = head.next; //cur表示当前可能要删除的节点
while(cur != null) {
if(cur.val == val) {
prev.next = cur.next;
cur = cur.next;
}else {
prev = cur;
cur = cur.next;
}
}
//除了头节点，其他都删除完成了
}到了这一步，除了头节点我们都删除完了，对于头节点的处理，其实很简单：
if(head.val == val) { head = head.next; }但是如果我们要在代码开始就先把头节点处理掉，这种情况的话需要加个循环，防止第一第二个节点都是我们要删除的
1）总代码
class Solution {
public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
if(head == null) {
return null;
}
ListNode prev = head; //prey表示当前可能要删除的节点的前驱
ListNode cur = head.next; //cur表示当前可能要删除的节点
while(cur != null) {
if(cur.val == val) {
prev.next = cur.next;
cur = cur.next;
}else {
prev = cur;
cur = cur.next;
}
//除了头节点，其他都删除了
if(head.val == val) {
head = head.next;
}
}
return head;
}
}2. 反转链表
题目：反转一个单链表
这道题要我们做的，其实就是头变尾，尾变头，最终实现下图的效果
总思路：将头节点置为空 ，然后对后续的节点都进行头插，因为头插法本身就可以将链表翻转
具体解决操作：定义cur指向当前需要翻转的节点
在这里我们可以顺带处理 空表 以及 表里只有一个节点 的情况
class Solution {
public ListNode reverseList(ListNode head) {
if(head == null) {return head;}
if(head.next == null) {return head;}
ListNode cur = head.next;
head.next = null;
}
}这时候 头节点 为空，我们对 cur 进行头插法，注意：在头插前要先记录一下 cur.next 不然后续的节点会丢失，即：
ListNode curNext = cur.next; //记录cur.next
cur.next = head; //头插
头插完后，新的头节点就要变成cur所指的节点，即： head = cur;
然后新的cur应该等于curNext 即： cur = curNext;
这样便完成了一次反转，我们接着套上循环就可以完成整个链表的反转。上述的代码实现：
while(cur != null) {
ListNode curNext = cur.next;
cur.next = head;
head = cur;
cur = curNext;
}
2）总代码
class Solution { public ListNode reverseList(ListNode head) { if(head == null) {return head;} if(head.next == null) {return head;} ListNode cur = head.next; head.next = null; while(cur != null) { ListNode curNext = cur.next; cur.next = head; head = cur; cur = curNext; } return head; } }
3. 链表的中间结点
题目：给定一个带有头结点 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。
第一种方法：链表长度÷2 即可拿到中间节点，但是这种解法不是非常好
接下来博主讲解第二种方法：
先定义一个 fast 和 slow
然后让 fast 一次走两步， slow 一次走一步
当 fast 走向空的时候，slow 就是中间位置
原理：有长度为n的线段，A和B在同一个起点，A的速度为B的速度的两倍，当A走到终点时，B刚好走到 n/2 处
上面这是个奇数的情况，在偶数条件上一样适用
奇数与偶数情况唯一不一样的地方就是当代码走到最后时：
奇数情况下: fast.next = null;
偶数情况下：fast = null;
3）总代码
class Solution {
public ListNode middleNode(ListNode head) {
ListNode fast = head;
ListNode slow = head;
while(fast != null && fast.next != null) {
fast = fast.next.next;
slow = slow.next;
}
return slow;
}
}4. 链表中倒数第k个结点
题目：输入一个链表，输出该链表中倒数第k个结点。
思路：定义一个 cur 在头节点位置，假如我们要找倒数第3个节点，那么就让cur走 length - 3 步即可到达目标位置，假如我们要找倒数第2个节点，那么就让cur走 length - 2 步即可
这种解法可以解决这个问题，但需要求链表的长度，这里博主想跟大家分享另一个方法：
我们首先要关注到一个问题，这个K的取值范围，如果长度为5，这里的 K <= 5 , K > 0
public class Solution { public ListNode FindKthToTail(ListNode head,int k) { if(k <= 0 || k > size()) { return null; } } }这里把K值不合法的情况先处理掉了，可能会有人说这样也会求链表的长度啊，先别急，这里只是为了便于理解，暂时这么写，后续会删掉的
思路：跟上题一样，先定义一个 fast 和 slow ,假设我们要找倒数第二个节点，也就是说 K=2 ，我们先让fast 走 K - 1 步，如下图：
走完一步后，slow 和 fast 同时走，当 fast 走到 null 时候，slow就是我们要找的节点
这会不会是巧合呢？我们再来看，假设我们要找倒数第三个节点，也就是说 K = 3 ，根据上述思路让 fast 走K-1步，所以fast会先来到如下图所示位置：
然后让 fast 和 slow 同时走，当 fast 走到 null 时，slow就是我们要找的节点，如下图：
这样是不是就能解决问题了，原理是什么呢？
我们回过头来看，我们找倒数第二个节点的时候，是不是从后往前走一步即可，我们找倒数第三个节点的时候，是不是从后往前走两步，依此类推，找倒数第四个节点时候，从后往前走三步，那么当我们要找倒数第K个节点时候，是不是就是从后往前走了 K - 1 步? 而我们的 fast 最后一定会到达null这个最后的位置，相当于一条线段的终点，而我们的 slow 最终会到达我们要找的位置 K ，相当于一条线段的起点，我们回过头看上文给的思路，在一开始的时候，我们的head 和 slow 都在开始位置，如下图一
我们先让fast先走 K-1 步，为什么？注意这个 K - 1，他是不是 slow 与 fast 之间的距离？也就是slow 和 fast 组成的线段的长度，
然后让slow 和 fast 同时走，是不是就相当于把这条线段往后挪？当fast这个线段的终点到达null的时候，slow这个线段的起点就刚好落在了K位置上，这整个过程类似于我们提前测量好了窗户的大小来制作玻璃（先让fast先走 K-1 步），然后把玻璃挪到窗户那里（让slow 和 fast 同时走），就可以刚刚好安上一样（刚好落在了K位置上），
过程如下图：这里以k = 2 为例子。
1.让fast走 k -1 步
2. 让slow 和 fast 同时走
当fast走到null的时候就停止，这个时候slow所处位置就是我们要找的K.
代码实现如下：
public class Solution {
public ListNode FindKthToTail(ListNode head,int k) {
if(k <= 0 || k > size()) {
return null;
}
if(head == null) {
return null;
}
ListNode fast = head;
ListNode slow = head;
int count = 0;
while(count != k-1) {
fast = fast.next;
count++;
}
while(fast.next != null) {
fast = fast.next;
slow = slow.next;
}
return slow;
}
}我们前面说了k > size() 这个条件只是为了便于理解先这样写的，后续是会删掉的，我们现在处理这个条件，我们设置这个条件的目的是为了什么？其实就是怕K的值太大，超过我们的表长，但是我们这个方法是不是在一开始就预先算好了k值？（fast 先走 k-1 步）如果k值太大，fast还没有走到 k-1 步的时候就已经超过表长了，也就是说 fast.next == null; 所以我们可以在（fast 先走 k-1 步）这段代码处添加一个if()else()语句，如果 fast.next ！= null; 那就让fast继续走 k-1 步，否则返回null。
4）总代码
public class Solution {
public ListNode FindKthToTail(ListNode head,int k) {
if(k <= 0) {
return null;
}
if(head == null) {
return null;
}
ListNode fast = head;
ListNode slow = head;
int count = 0;
while(count != k-1) {
if(fast.next != null) {
fast = fast.next;
count++;
}else {
return null;
}
}
while(fast.next != null) {
fast = fast.next;
slow = slow.next;
}
return slow;
}
}5. 合并两个有序链表
题目：将两个有序链表合并为一个新的有序链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的
我们以下图两个链表为例。将两个链表合成一个，那么我们在结构上就要改变他，要注意这是有序链表，所以是升序的。那么头节点就应该变成headB所在的那个节点。
思路：首先，我们要申请一个虚拟节点(有些书上叫 傀儡节点)，这个节点可能会有一个val值，但是这个值没有意义：
接着，我们就看两个链表各个节点的val值，哪个值小就往这个虚拟节点后面串：
串完之后，headB往后走：
再比较 12 和 15 谁小，是不是12小，那么我们就把0x87那个节点的next域改成值为12的节点(0x112)，注意让headA往后面走，然后再比较 15 和 23 谁小，谁小就串到后面，这就是这题的思路
重复上面的过程，当我们发现有一个链表已经走到null，那么我们就不需要再比较了，因为这是个有序链表，我们直接把剩下的另一个链表直接全部串到后面即可，如下两图：
因为链表本身不带头节点的，我们实际返回的是0x87，也就是值为6的这个节点，那么如何返回呢？其实很简单：
return newHead.next;虚拟节点在这里起到标记作用
思路总结：
1.创建虚拟节点
ListNode newHead = new ListNode(-1);2.比较两个链表的数
这有个地方要注意！！我们能直接动虚拟节点的next域去指向值较小的那个节点吗？我们整个过程是不断的去串较小值的节点，这个过程会反复用到 newHead.next = xx； 如果直接改变虚拟头节点的next域，那么我们最后返回的时候会无法找到头节点，所以我们定义一个临时变量tmp，让tmp去走
ListNode tmp = newHead;
while(headA != null && headB != null){
if(headA.val < headB.val) {
tmp.next = headA;
headA = headA.next;
tmp = tmp.next;
}else {
tmp.next = headB;
headB = headB.next;
tmp = tmp.next;
}
}3. 当有一个链表为空的时候，如下图所示：
if(headA != null) { //headB为空时
tmp.next = headA;
}
if(headB != null) { //headA为空时
tmp.next = headB;
}4. 最后返回头节点
return newHead.next;
5）总代码
public class Solution {
public ListNode mergeTwoLists(ListNode headA, ListNode headB) {
ListNode newHead = new ListNode(-1);//创建虚拟节点
ListNode tmp = newHead;
while(headA != null && headB != null){
if(headA.val < headB.val) {
tmp.next = headA;
headA = headA.next;
tmp = tmp.next;
}else {
tmp.next = headB;
headB = headB.next;
tmp = tmp.next;
}
}
if(headA != null) {
tmp.next = headA;
}
if(headB != null) {
tmp.next = headB;
}
return newHead.next;
}
}
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