代码随想录第四天 两两交换链表中的节点

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题目: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)。

样例:
输入:head = [1,2,3,4]
输出:[2,1,4,3]
输入:head = [1,2,3]
输出:[2,1,3]
输入:head = [1]
输出:[1]
非递归实现

思路:1.先排除空节点和单个节点;2对于两个节点需要交换他们的顺序,类似数组中的交换值,所以需要一个临时变量cur,但是需要注意的是节点的数量不定,所以需要给dummy也增加一个res(类似waterer观察者,移动指针),res 用来移动,跳到指定下一个需要交换位置的节点,然后重复交换节点的操作。

 public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            return head;
        }
        // 两个节点
        ListNode dummy = null;
        ListNode res = null;
        ListNode cur = head;
        while (cur != null) {
            if (cur.next != null) {
                // 临时节点
                ListNode tmp = cur.next;
                cur.next = cur.next.next;
                tmp.next = cur;
                cur = tmp;
                if (dummy == null) {
                    dummy = tmp;
                    res = dummy;
                } else {
                    // 节点往后移动
                    res.next.next = tmp;
                    res = res.next.next;
                }

            }
            if (cur.next == null) {
                break;
            }
            cur = cur.next.next;
        }
        return dummy;
    }
递归实现

递归:寻找数据的规律,在方法中处理这组数据,往复循环
官方题解

public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        if(head == null || head.next == null){
            return head;
        }
        ListNode newHead = head.next;
        head.next = swapPairs(newHead.next);
        newHead.next = head;
        return newHead;
    }

题目:19. 删除链表的倒数第 N 个结点

样例:
输入:head = [1,2,3,4,5], n = 2
输出:[1,2,3,5]
输入:head = [1], n = 1
输出:[]
遍历实现 

思路:
1.去除空节点;
2.遍历节点获得节点长度;
3.判断:
1)如果节点长度减去待删除节点下标的值index == 0 ,说明删去的是第一个节点,直接返回head.next即可
2)寻找待删除节点(即index )前一个节点,通过index-- == 1。然后定义一个临时节点,将节点的next 指向下一个节点即可。

public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
        if(head == null){
            return null;
        }
        int size = 0;
        ListNode cur = head;
        while(cur != null){
            size++;
            cur = cur.next;
        }
        int index = size - n;
        if(index == 0){
            return head.next;
        }
        ListNode res = head;
        ListNode tmp = null;;
        while(res != null){
            if(index-- == 1){
                tmp = res;
                tmp.next = tmp.next.next;
            }
            res = res.next;
        }
        return head;
    }
双指针实现

思路:使用快慢指针,其中快指针先走 n 步, fast -slow = n , 但是题目要求删去第 n 个节点,所以让fast 多走一步(需要考虑fast 已经走到链表尾部,这种情况只需头节点后移一个节点即可),在这种情况下, fast 指向 null 的时候 , slow 指向 倒数 n+1 个节点,然后执行 slow.next = slow.next.next 即可删去第 n 个节点。

public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while(n-- >0){
            fast = fast.next;
        }
        if(fast == null){
            return head.next;
        }
        fast = fast.next;
        while(fast != null){
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        slow.next = slow.next.next;
        return head;

    }

题目:142. 环形链表 II

样例:
输入:head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出:返回索引为 1 的链表节点
解释:链表中有一个环,其尾部连接到第二个节点。
输入:head = [1,2], pos = 0
输出:返回索引为 0 的链表节点
解释:链表中有一个环,其尾部连接到第一个节点。
Map实现 

思路:将对应节点存入Map, 遍历链表,如果回环,则返回该节点

public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        Map<ListNode, Integer> map = new HashMap<ListNode, Integer>();
        ListNode cur = head;
        int index = 0;
        while(cur != null){
            if(!map.containsKey(cur)){
                map.put(cur, index);
            }else{
                return cur;
            }
            index++;
            cur = cur.next;
        }
        return null;
    }
双指针实现(快慢指针)

官方题解思路:
fast 比 slow 多走一步

(1)如果不存在环,则fast == null 时 返回null

(2)如果存在环,则它们一定在环中相遇,但是此时不一定时环的入口节点。因此将fast 重新指向头节点,两个指针再次移动,相遇点既是环的入口点。
公式:

非环长 a   环长 b 
fast,slow 步数 fastSteps , slowSteps
第一次相遇时   n 为 fast 比 slow 多走的圈数
fastSteps = 2 * slowSteps

fastSteps = slowSteps + n * b
===>
fastSteps = 2 * n * b

slowSteps = n * b 
假设需要找到环入口节点,需要走的步数为 k = a + n * b
由上推导公式易得,slow 只需要再走a 步 即可到环入口节点
在第一次fast , slow 相遇时,让fast 指向头节点,和 slow 一起移动,当fast == slow 即说明到达了入口节点处文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-853275.html

public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while(true){
            if(fast == null || fast.next == null) return null;
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if(fast == slow) break;
        }
        fast = head;
        while(slow != fast){
            slow = slow.next;
            fast = fast.next;
        }
        return fast;
    }

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