代码随想录Day03｜203. 移除链表元素、707. 设计链表、206. 反转链表

203. 移除链表元素

题目链接

题目描述：
删除链表中等于给定值 val 的所有节点。

思路：
基本的链表删除结点操作。
这里注意一下链表的定义：

// Definition for singly-linked list.
     public class ListNode {
         int val;
         ListNode next;
         ListNode() {}
         ListNode(int val) { this.val = val; }
         ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
     }

难点：
区分删除头结点和非头结点的操作

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(1)

class Solution {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
        if (head == null) return head;
        while (head.val == val) {
            head = head.next;
            if (head == null) return head;
        }
        ListNode p = head;
        ListNode q = head.next;
        while (q != null) {
            if (q.val == val) {
                q = q.next;
                p.next = q;
            }else {
                p = q;
                q = p.next;
            }
        }
        return head;
    }
}

思想：
使用虚拟头结点，统一删点操作（上面的方法，针对头结点需要删除的情况单独进行判断了）。

难点：
注意删点之后，结果要返回dummy.next（因为头结点可能已经更新过了）

class Solution {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
        if (head == null) {
            return null;
        }

        ListNode dummy = new ListNode(-1, head);
        ListNode pre = dummy;
        ListNode cur = head;

        while (cur != null) {
            if (cur.val == val) {
                pre.next = cur.next;
            }else {
                pre = cur;
            }
            cur = cur.next;
        }

        return dummy.next;
    }
}

时长：
10min

收获：
使用虚拟头结点统一操作。

---

707. 设计链表

题目链接

题目描述：
在链表类中实现

• get(index)：获取链表中第 index 个节点的值。如果索引无效，则返回-1。
• addAtHead(val)：在链表的第一个元素之前添加一个值为 val 的节点。插入后，新节点将成为链表的第一个节点。
• addAtTail(val)：将值为 val 的节点追加到链表的最后一个元素。
• addAtIndex(index,val)：在链表中的第 index 个节点之前添加值为 val 的节点。如果 index 等于链表的长度，则该节点将附加到链表的末尾。如果 index 大于链表长度，则不会插入节点。如果index小于0，则在头部插入节点。
• deleteAtIndex(index)：如果索引 index 有效，则删除链表中的第 index 个节点。

思路：
按照题中要求的进行，注意index非法以及特殊情况。

难点：
添加删除结点的位置index的非法、特殊情况判断

public class ListNode {
    int val;
    ListNode next;

    ListNode(){};
    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
    ListNode(int val, ListNode next) {
        this.val = val;
        this.next = next;
    }
}

class MyLinkedList {
    ListNode dummy;

    public MyLinkedList() {
        dummy = new ListNode(-1);
    }
    
    public int get(int index) {
        if(index < 0) { //非法index
            return -1;
        }
        ListNode cur = dummy.next;
        int count = 0;
        while(cur != null && count != index) { //如果index大于链表长度，cur可能为null，不能继续遍历了
            cur = cur.next;
            count  ;
        }
        return cur == null? -1 : cur.val; //防止index大于链表长度
    }
    
    public void addAtHead(int val) {
        ListNode newNode = new ListNode(val, dummy.next);
        dummy.next = newNode;
    }
    
    public void addAtTail(int val) {
        ListNode newNode = new ListNode(val, null);
        ListNode cur = dummy;
        while(cur.next != null) {
            cur = cur.next;
        }
        cur.next = newNode;
    }
    
    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if(index < 0) { //特殊index
            addAtHead(val);
        }
        ListNode newNode = new ListNode(val);
        ListNode pre = dummy;
        int count = -1;
        while(count != index-1 && pre.next != null) { //如果index大于链表长度，pre.next可能为null，不能继续遍历了
            pre = pre.next;
            count  ;
        }
        if(count == index-1) { //对合法index添加结点，非法index没有操作
            newNode.next = pre.next;
            pre.next = newNode;
        }
    }
    
    public void deleteAtIndex(int index) {
        ListNode pre = dummy;
        int count = -1;
        while(pre != null && count != index-1) { //如果index大于链表长度，pre可能为null，不能继续遍历了
            pre = pre.next;
            count  ;
        }
        if(count == index-1 && pre != null && pre.next != null){ //对index合法情况进行删除结点操作，非法index没有操作
            pre.next = pre.next.next;
        }
    }
}

思路：
针对上面这些非法、特殊情况的判断，有必要在链表结构中添加size属性，这样对这些情况的判断会更加简洁，也不容易写错。

class ListNode {
    int val;
    ListNode next;
    ListNode(){}
    ListNode(int val) {
        this.val=val;
    }
}
class MyLinkedList {
    //size存储链表元素的个数
    int size;
    //虚拟头结点
    ListNode head;

    //初始化链表
    public MyLinkedList() {
        size = 0;
        head = new ListNode(0);
    }

    //获取第index个节点的数值，注意index是从0开始的，第0个节点就是头结点
    public int get(int index) {
        //如果index非法，返回-1
        if (index < 0 || index >= size) {
            return -1;
        }
        ListNode currentNode = head;
        //包含一个虚拟头节点，所以查找第 index 1 个节点
        for (int i = 0; i <= index; i  ) {
            currentNode = currentNode.next;
        }
        return currentNode.val;
    }

    //在链表最前面插入一个节点，等价于在第0个元素前添加
    public void addAtHead(int val) {
        addAtIndex(0, val);
    }

    //在链表的最后插入一个节点，等价于在(末尾 1)个元素前添加
    public void addAtTail(int val) {
        addAtIndex(size, val);
    }

    // 在第 index 个节点之前插入一个新节点，例如index为0，那么新插入的节点为链表的新头节点。
    // 如果 index 等于链表的长度，则说明是新插入的节点为链表的尾结点
    // 如果 index 大于链表的长度，则返回空
    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if (index > size) {
            return;
        }
        if (index < 0) {
            index = 0;
        }
        size  ;
        //找到要插入节点的前驱
        ListNode pred = head;
        for (int i = 0; i < index; i  ) {
            pred = pred.next;
        }
        ListNode toAdd = new ListNode(val);
        toAdd.next = pred.next;
        pred.next = toAdd;
    }

    //删除第index个节点
    public void deleteAtIndex(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            return;
        }
        size--;
        if (index == 0) {
            head = head.next;
	    return;
        }
        ListNode pred = head;
        for (int i = 0; i < index ; i  ) {
            pred = pred.next;
        }
        pred.next = pred.next.next;
    }
}

时长：
40min

收获：
对于实际链表中经常会用到增删改查操作的，在链表结构中添加size属性会大大降低代码的冗余，使得对非法index判断更加简便。

---

206. 反转链表

题目链接

题目描述：
反转一个单链表。
示例: 输入: 1->2->3->4->5->NULL 输出: 5->4->3->2->1->NULL

思路：
从头开始遍历
每次反转链表结点的时候，要记录好还未反转部分的头结点的位置

难点：

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(1)

class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) return head;
        ListNode pre = head;
        ListNode cur = head.next;

        ListNode tmp = cur.next;
        pre.next = null;
        cur.next = pre;
        pre = cur;
        cur = tmp;
        while (cur != null) {
            tmp = cur.next;
            cur.next = pre;
            pre = cur;
            cur = tmp;
        }
        return pre;
    }
}

以上是一开始写出来的版本，可以简化为

class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode pre = null;
        ListNode cur = head;

        while (cur != null) {
            ListNode tmp = cur.next;
            cur.next = pre;
            pre = cur;
            cur = tmp;
        }
        return pre;
    }
}

时长：
20min

收获：
虽然不能一次性就写到最满意的版本，但首先要保证思路正确，写出基础版本，然后慢慢优化就好了。

这篇好文章是转载于：学新通技术网