203.移除链表元素

题目：

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 。

示例 1：

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输入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6
输出：[1,2,3,4,5]

示例 2：

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输入：head = [], val = 1
输出：[]

示例 3：

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输入：head = [7,7,7,7], val = 7
输出：[]

提示：

  • 列表中的节点数目在范围 [0, 104] 内
  • 1 <= Node.val <= 50
  • 0 <= val <= 50

代码：

（不使用虚拟头结点）

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class Solution {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
		//判断头结点是否需要删除
		while(head != null && head.val == val){
			head = head.next;
		}
		//删除非头结点
		ListNode cur = head;
		while(cur != null && cur.next != null){
			if(cur.next.val == val){
				cur.next = cur.next.next;
			}else{
				cur = cur.next;
			}
		}
		return head;
    }
}

（使用虚拟头结点，一个指针）

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class Solution {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
		ListNode dummy = new ListNode(-1,head);
		ListNode cur = dummy;
		while(cur.next != null){
			if(cur.next.val == val){
				cur.next = cur.next.next;
			}else{
				cur = cur.next;
			}
		}
		return dummy.next;  //因为head有可能被删除了，所有返回head是错误的，应该返回dummy.next
    }
}

（使用虚拟头结点，两个指针）

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class Solution {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
        ListNode dummy = new ListNode(-1,head);
        ListNode pre = dummy;
        ListNode cur = head;
        while(cur != null){
            if(cur.val == val){
                pre.next = cur.next;
                cur = cur.next;
            }else{
                pre = pre.next;
                cur = cur.next;
            }
            
        }
        return dummy.next;   //因为head有可能被删除了，所有返回head是错误的，应该返回dummy.next
    }
}

707.设计链表

题目：

你可以选择使用单链表或者双链表，设计并实现自己的链表。

单链表中的节点应该具备两个属性：val 和 next 。val 是当前节点的值，next 是指向下一个节点的指针/引用。

如果是双向链表，则还需要属性 prev 以指示链表中的上一个节点。假设链表中的所有节点下标从 0 开始。

实现 MyLinkedList 类：

  • MyLinkedList() 初始化 MyLinkedList 对象。
  • int get(int index) 获取链表中下标为 index 的节点的值。如果下标无效，则返回 -1 。
  • void addAtHead(int val) 将一个值为 val 的节点插入到链表中第一个元素之前。在插入完成后，新节点会成为链表的第一个节点。
  • void addAtTail(int val) 将一个值为 val 的节点追加到链表中作为链表的最后一个元素。
  • void addAtIndex(int index, int val) 将一个值为 val 的节点插入到链表中下标为 index 的节点之前。如果 index 等于链表的长度，那么该节点会被追加到链表的末尾。如果 index 比长度更大，该节点将 不会插入 到链表中。
  • void deleteAtIndex(int index) 如果下标有效，则删除链表中下标为 index 的节点。

示例 ：

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输入
["MyLinkedList", "addAtHead", "addAtTail", "addAtIndex", "get", "deleteAtIndex", "get"]
[[], [1], [3], [1, 2], [1], [1], [1]]
输出
[null, null, null, null, 2, null, 3]

解释
MyLinkedList myLinkedList = new MyLinkedList();
myLinkedList.addAtHead(1);
myLinkedList.addAtTail(3);
myLinkedList.addAtIndex(1, 2);    // 链表变为 1->2->3
myLinkedList.get(1);              // 返回 2
myLinkedList.deleteAtIndex(1);    // 现在，链表变为 1->3
myLinkedList.get(1);              // 返回 3

提示：

  • 0 <= index, val <= 1000
  • 请不要使用内置的 LinkedList 库。
  • 调用 get、addAtHead、addAtTail、addAtIndex 和 deleteAtIndex 的次数不超过 2000 。

代码：

(单链表)

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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 {
    int size;
    ListNode dummy;

    public MyLinkedList() {
        this.size = 0;
        this.dummy = new ListNode(-1,null);
    }
    
    public int get(int index) {
        if(index < 0 || index >= size){
            return -1;
        }
        ListNode cur = dummy;
        for(int i = 0;i < index;i ++){
            cur = cur.next;
        }
        return cur.next.val;
    }
    
    public void addAtHead(int val) {
        addAtIndex(0,val);
    }
    
    public void addAtTail(int val) {
        addAtIndex(size,val);
    }
    
    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if(index > size){
            return;
        }
        size ++;
        ListNode newNode = new ListNode(val,null);
        ListNode cur = dummy;
        for(int i = 0;i < index;i ++){
            cur = cur.next;
        }
        newNode.next = cur.next;
        cur.next = newNode;
    }
    
    public void deleteAtIndex(int index) {
        if(index < 0 || index >= size){
            return;
        }
        size --;
        ListNode cur = dummy;
        for(int i = 0;i < index;i ++){
            cur = cur.next;
        }
        cur.next = cur.next.next;
    }
}

(双链表)

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public class ListNode{
    int val;
    ListNode next;
    ListNode prev;
    ListNode(){}
    ListNode(int val){
        this.val = val;
    }
    ListNode(int val,ListNode prev,ListNode next){
        this.val = val;
        this.prev = prev;
        this.next = next;
    }
}
class MyLinkedList {
    int size;
    ListNode dummyHead;
    ListNode dummyTail;

    public MyLinkedList() {
        this.size = 0;
        dummyHead = new ListNode(-1);
        dummyTail = new ListNode(-1);
        dummyHead.next = dummyTail;
        dummyTail.prev = dummyHead;
    }
    
    public int get(int index) {
        if(index < 0 || index >= size){
            return -1;
        }
        ListNode cur = dummyHead;
        for(int i = 0;i < index;i ++){
            cur = cur.next;
        }
        return cur.next.val;
    }
    
    public void addAtHead(int val) {
        addAtIndex(0,val);
    }
    
    public void addAtTail(int val) {
        addAtIndex(size,val);
    }
    
    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if(index > size){
            return;
        }
        size ++;
        ListNode newNode = new ListNode(val,null,null);
        ListNode cur = dummyHead;
        for(int i = 0;i < index;i ++){
            cur = cur.next;
        }
        newNode.next = cur.next;
        newNode.prev = cur;
        cur.next.prev = newNode;
        cur.next = newNode;
    }
    
    public void deleteAtIndex(int index) {
        if(index < 0 || index >= size){
            return;
        }
        size --;
        ListNode cur = dummyHead;
        for(int i = 0;i < index;i ++){
            cur = cur.next;
        }
        cur.next.next.prev = cur;
        cur.next = cur.next.next;
    }
}

206.反转链表

题目：

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。

示例 1：

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输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[5,4,3,2,1]

示例 2：

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输入：head = [1,2]
输出：[2,1]

示例 3：

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输入：head = []
输出：[]

提示：

  • 链表中节点的数目范围是 [0, 5000]
  • -5000 <= Node.val <= 5000

进阶：链表可以选用迭代或递归方式完成反转。你能否用两种方法解决这道题？

代码：

(双指针法)

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class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode pre = null;
        ListNode cur = head;
        while(cur != null){
            ListNode temp = cur.next;
            cur.next = pre;
            pre = cur;
            cur = temp;
        }
        return pre;
    }
}

(递归法)

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class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        return reverse(null,head);
    }

    public ListNode reverse(ListNode pre,ListNode cur){
        if(cur == null){
            return pre;
        }
        ListNode temp = cur.next;
        cur.next = pre;
        return reverse(cur,temp);
    }
}

24. 两两交换链表中的节点

题目：

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：

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输入：head = [1,2,3,4]
输出：[2,1,4,3]

示例 2：

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输入：head = []
输出：[]

示例 3：

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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

代码：

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class Solution {
    public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        ListNode dummy = new ListNode(-1,head);
        ListNode cur = dummy;
        while(cur.next != null && cur.next.next != null){
            ListNode temp1 = cur.next;
            ListNode temp2 = cur.next.next.next;
            cur.next = cur.next.next;
            cur.next.next = temp1;
            temp1.next = temp2;
            cur = cur.next.next;
        }
        return dummy.next;
    }
}

19.删除链表的倒数第N个节点

题目：

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：

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

示例 2：

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输入：head = [1], n = 1
输出：[]

示例 3：

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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

进阶：你能尝试使用一趟扫描实现吗？

代码：

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class Solution {
    public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
		ListNode dummy = new ListNode(-1,head);
		ListNode fast = dummy;
		ListNode slow = dummy;
		for(int i = 0;i <= n;i ++){     //移动了n+1步，slow才能指向要删除节点的前一个节点
			fast = fast.next;
		}
		while(fast != null){
			fast = fast.next;
			slow = slow.next;
		}
		slow.next = slow.next.next;
		return dummy.next;
    }
}

面试题 02.07. 链表相交

题目：

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：

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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：

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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：

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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：

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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]

进阶：你能否设计一个时间复杂度 O(n) 、仅用 O(1) 内存的解决方案？

代码：

（Hash表法）

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public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        Set<ListNode> set = new HashSet<>();
        ListNode temp = headA;
        while(temp != null){
            set.add(temp);
            temp = temp.next;
        }
        temp = headB;
        while(temp != null){
            if(set.contains(temp)){
                return temp;
            }
            temp = temp.next;
        }
        return null;
    }
}

(双指针法)

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public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        ListNode p1 = headA;
        ListNode p2 = headB;
        while(p1 != p2){
            if(p1 == null){
                p1 = headB;
            }else{
                p1 = p1.next;
            }
            if(p2 == null){
                p2 = headA;
            }else{
                p2 = p2.next;
            }
        }
        return p1;
    }
}

(先行移动长链表实现同步移动)

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public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        int lenA = 0;
        int lenB = 0;
        ListNode temp = headA;
        while(temp != null){
            lenA ++;
            temp = temp.next;
        }
        temp = headB;
        while(temp != null){
            lenB ++;
            temp = temp.next;
        }
        ListNode curA = headA;
        ListNode curB = headB;
        if(lenB > lenA){
            int temp1 = lenA;
            lenA = lenB;
            lenB = temp1;

            ListNode tempNode = curA;
            curA = curB;
            curB = tempNode;
        }

        int gap = lenA - lenB;
        while(gap -- > 0){
            curA = curA.next;
        }
        while(curA != null){
            if(curA == curB){
                return curA;
            }
            curA = curA.next;
            curB = curB.next;
            
        }
        return null;
    }
}

142.环形链表II

题目：

给定一个链表的头节点 head ，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。

不允许修改 链表。

示例 1：

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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。

示例 2：

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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。

示例 3：

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输入：head = [1], pos = -1
输出：返回 null
解释：链表中没有环。

提示：

  • 链表中节点的数目范围在范围 [0, 104] 内
  • -105 <= Node.val <= 105
  • pos 的值为 -1 或者链表中的一个有效索引

进阶：你是否可以使用 O(1) 空间解决此题？

代码：

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public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head;
        while(fast != null && fast.next != null){
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
            if(slow == fast){     //说明有环
                ListNode index1 = head;
                ListNode index2 = slow;
                while(index1 != index2){
                    index1 = index1.next;
                    index2 = index2.next;
                } 
                return index1;
            }
        }
        return null;
    }
}