《数据结构与算法之美》笔记 — 链表

个人博客首发:https://wubobo952.github.io/

如何快速写出正确的链表代码

技巧一:理解指针或引用的含义

指针也可以理解为“引用”。
将某个变量赋值给指针,实际上就是将这个变量的地址赋值给指针,或者反过来说,指针中存储了这个变量的内存地址,指向了这个变量,通过指针就能找到这个变量。

技巧二:警惕指针丢失和内存泄漏

插入,删除时需警惕
反例:这样就让原本 p 指向的下一个结点断开了,这样操作会导致 x 后面的结点都被截断了

//x 是要插入的结点,p 的下一个结点指向 x 
p->next=x
//新插入的结点 x 的下一个结点指向 x 自己,从而导致之后的结点全部丢失了 
x.next=p->next

正确的:就是换一下位置

p->next=x.next
p->next=x
技巧三:利用哨兵简化实现难度

哨兵结点的链表叫带头链表,其实就是为了解决边界的问题的,带头链表的头部是没有数据的,只有下一个节点的索引。
因为某些情况下同样的操作例如添加,删除,处理是不同的。
添加的结点是不是头结点

//不是,如上面的添加一样
p->next=NewNode.next
p->next=NewNode
//是
if(p==null){
 p=NewNode
}

删除 p 指针的后结点,删除的结点是不是最后一个结点

//不是,只要把 p 指针的下一个结点,指向 p 的下下一个结点即可
p.next=p.next.next
//是
if(p.next==null){
  p=null;
}

这就是如果没有用带头的链表在处理插入或者删除时的边界情况,需要不同的逻辑去处理,很容易写漏
如果我们引入哨兵结点,在任何时候,不管链表是不是空,p 指针都会一直指向这个哨兵结点,因为哨兵结点一直存在,所以插入第一个结点和插入其他结点,删除最后一个结点和删除其他结点,都可以统一为相同的代码

技巧四:重点留意边界条件处理
  • 链表为空时,代码是否能正常工作
  • 链表只包含一个结点的时候,或者只包含两个结点的时候,代码能否正常的工作
  • 代码在处理头节点和尾结点的时候能否正常的工作
技巧五:举例画图,辅助思考

做题时候最好还是要画图,毕竟单纯靠想很容易混乱。

技巧六:多写多练,没有捷径
常见的链表操作
  • 单链表反转
  • 链表中环的检测
  • 两个有序链表合并
  • 删除表倒数第n个结点
  • 求链表的中间结点
    leetcode对应:206,141,21,19,876
单链表反转:https://leetcode-cn.com/problems/reverse-linked-list/

反转单链的时候需要注意这个单链表是否是有带头节点的

  • 无->原地反转
  • 有->带头节点的反转(插入法) 从第二个结点开始插入,把遍历到的结点插入到头结点的后面,直到遍历结束
 //无带头节点反转
    public static ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode pre = null;
        ListNode next = null;
        while (head != null) {
            next = head.next;
            head.next = pre;
            pre = head;
            head = next;
        }
        return pre;
    }
//带头结点的
    public static ListNode reverseListHead(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            return head;
        }
        ListNode next ;
        ListNode cur = head.next;
        head.next = null;
        while (cur != null) {
            next = cur.next;
            cur.next = head.next;
            head.next = cur;
            cur = next;
        }
   
        return head;
    }
链表中环的检测:https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-cycle/
   public static boolean hasCycle(ListNode head) {
        if (head == null) {
            return false;
        }
        ListNode p = head;
        ListNode q = head;
        while (q.next != null && q.next.next != null) {
            p = p.next;
            q = q.next.next;
            if (q == p) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
合并两个有序的链表:https://leetcode-cn.com/problems/merge-two-sorted-lists/
 public static ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
        if (l1 == null || l2 == null) {
            return null;
        }
        ListNode newNode = new ListNode();
        ListNode newNodeHead = newNode;
        while (l1 != null && l2 != null) {
            if (l1.val <= l2.val) {
                newNodeHead.next = l1;
                l1 = l1.next;
            } else {
                newNodeHead.next = l2;
                l2 = l2.next;
            }
            newNodeHead = newNodeHead.next;
        }
        newNodeHead.next = l1 == null ? l2 : l1;
        return newNode.next;
    }
删除表倒数第n个结点:https://leetcode-cn.com/problems/remove-nth-node-from-end-of-list/
 public static ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
        ListNode newNode = new ListNode();
        newNode.next = head;
        ListNode q = newNode;
        ListNode p = newNode;
        for (int i = 1; i <= n+1; i++) {
            q = q.next;
        }
        while (q != null) {
            q = q.next;
            p = p.next;
        }
        p.next = p.next.next;
        return newNode.next;
    }
求链表的中间结点:https://leetcode-cn.com/problems/middle-of-the-linked-list/
 public static ListNode middleNode(ListNode head) {
        ListNode q = head;
        ListNode p = head;
        while (q.next != null && q.next.next != null) {
            p = p.next;
            q = q.next.next;
        }
        System.out.println(p.val);
        System.out.println(q.val);
        if (q.next!=null){
            return p.next;
        }
        return p;
    }

实现的思路都有写在练习demo里面,练习测试的地址:https://github.com/wubobo952/LeetCode

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