0J面试题 链表

一、单链表

1.1删除链表中等于给定值val的所有节点

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📜描述：

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 。

📝大体思路：

定义一个引用变量cur来判断当前节点是否为删除的值的节点，在定义prev，是cur的前驱，用来跳过删除的值的节点

假设跳过的val是8：

❗️核心代码：

  if(cur.val == val) {
       prev.next = cur.next;
       cur = cur.next;
      }else {
       prev = cur;
       cur = cur.next;
  }

注意的细节：

1、head不能为空。
2、如果删除的值是第一个，那就放在最后处理

💬完整代码：

public void removeAllKey(int val) {
        if(this.head == null) {//head不能为空。
            return;
        }
        Node prev = this.head;
        Node cur = this.head.next;
        while (cur != null) {
            if(cur.val == val) {
                prev.next = cur.next;
                cur = cur.next;
            }else {
                prev = cur;
                cur = cur.next;
            }
        }
        //最后判断头节点
        if(this.head.val == val) {
            this.head = this.head.next;
        }
    }

1.2反转一个单链表

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📜描述：

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。

什么是反转链表？

但是我们可以用另外一种方式看

📝大体思路：

反转链表可以采用头插法的方式，链表的最后next域是一个null，所以我们就把第一个节点next域设成null，curNext的引用变量记录下一个节点，再用cur引用变量指向当前节点，用prev改变next域，使方向反转

❗️核心代码：

 while(cur != null) {
            Node curNext = cur.next;
            cur.next = newHead;
            newHead = cur;
            cur = curNext;
        }

注意细节：

1.因为反转设第一个节点next域设为空，所以newHead先设为null
2.如果只有一个节点head或没有节点直接返回head

完整代码：

public Node reverseList() {
        if(head == null||head.next == null)
            return head;

        Node cur = head;
        Node newHead = null;

        while(cur != null) {
            Node curNext = cur.next;
            cur.next = newHead;
            newHead = cur;
            cur = curNext;
        }
        return newHead;
    }

1.3链表的中间结点

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📜描述：

给定一个头结点为 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。

这道题比较简单，

📝大体思路：

举个例子，两个同学比赛400m，一个同学是另一个同学速度的两倍，快的同学跑到终点的时候，慢的同学刚好跑到了200m，正好是整个跑道的中点，所以我们也new一个fast和slow的引用变量，使fast速度是slow的两倍，使他多走一步，fast走到null，返回slow

❗️核心代码：

while(fast!=null && fast.next!=null) {
            fast=fast.next.next;
            slow=slow.next;
        }

注意细节：

如果有两个中间结点，则返回第二个中间结点。

💬完整代码：

public Node middleNode() {
        if(head == null) return head;
        Node fast = head;
        Node slow = head;
        while(fast != null && fast.next!=null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }

1.4链表中倒数第k个节点

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📜描述

输入一个链表，输出该链表中倒数第k个结点。

我们只需要遍历一遍链表

📝大体思路：

我们还是new一个fast和一个slow，fast和slow始终差k-1步，当fast走到了k-1步的时候，fast和slow一起走，直到fast为null，返回slow。

❗️核心代码：

 while( k-1 != 0) {
            if(fast.next != null) {
                fast = fast.next;
                k--;
            }else{
                return null;
            }
        }

        while(fast.next != null) {
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;

注意细节：

1、head为空直接返回null；
2、判断k合不合法，k超过了总链表长度我们直接在k-1！=0直接限制，只需要判断k<0即可；

完整代码：

 public Node findKthToTail(int k) {
        if(head == null) return null;
        if(k < 0 ) {
            return null;
        }

        Node fast = head;
        Node slow = head;

        while( k-1 != 0) {
            if(fast.next != null) {
                fast = fast.next;
                k--;
            }else{
                return null;
            }
        }

        while(fast.next != null) {
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }

1.5合并两个有序链表

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📜描述：

将两个升序链表合并为一个新的 升序 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。

📝大体思路：

定义一个傀儡节点，和tmp引用变量指向这个傀儡对象，使两个链表headA,headB互相比较，谁小就把他放在傀儡节点的后面，tmp指向最新的节点，循环；最后如果tmp在headB链表中next域为null，直接tmp的下一个节点直接指向headA，反之headA，同理。最后返回傀儡节点。

❗️核心代码：

 while (headA != null && headB != null) {
            if (headA.val < headB.val) {
                tmp.next = headA;
                headA = headA.next;
            } else {
                tmp.next = headB;
                headB = headB.next;
            }
            tmp = tmp.next;
        }
   

注意细节：

傀儡节点可以赋值负数，不影响

💬完整代码：

public static Node mergeTwoLists (Node headA, Node headB){
        if (headA == null) return headB;
        if (headB == null) return headA;
        if (headA == null && headB == null) return null;

        Node newH = new Node(0);
        Node tmp = newH;

        while (headA != null && headB != null) {
            if (headA.val < headB.val) {
                tmp.next = headA;
                headA = headA.next;
            } else {
                tmp.next = headB;
                headB = headB.next;
            }
            tmp = tmp.next;
        }
        if (headB == null) {
            tmp.next = headA;
        }
        if (headA == null) {
            tmp.next = headB;
        }
        return newH;
    }

1.6链表分割

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📜描述

现有一链表的头指针 Head，给一定值x，编写一段代码将所有小于x的结点排在其余结点之前，且不能改变原来的数据顺序，返回重新排列后的链表的头指针。

📝大体思路：

最后分割顺序保持不变，所以可以采用尾插法的思想。
竟然是链表分割那我们就可以分为两段一段是<x的，另一段是>=x的，第一段定义起点bs和终点be，另一段as和ae，他们都设置为null，cur这个引用变量每次与x比较，将<x放左边，bs始终保持不变，be随着变化往后移，>x放右边，反之同理，最后串起来就ok。

❗️核心代码：

 while(cur != null) {
            if(cur.val < x) {
                //第一次插入
                if(bs == null) {
                    bs = cur;
                    be = cur;
                }else {
                    be.next = cur;
                    be = be.next;
                }
            }else {
                //第二部分第一次插入
                if(as == null) {
                    as = cur;
                    ae = cur;
                }else {
                    ae.next = cur;
                    ae = ae.next;
                }
            }
            cur = cur.next;

注意细节：

考虑如果链表全<x的时候，第二段就没有，as就是null直接返回第一段就行了，
如果>x的时候，那么第一段就没有节点，返回第二段as，

💬完整代码：

public Node partition( int x) {

        Node cur = this.head;
        Node bs = null;
        Node be = null;
        Node as = null;
        Node ae = null;

        while(cur != null) {
            if(cur.val < x) {
                //第一次插入
                if(bs == null) {
                    bs = cur;
                    be = cur;
                }else {
                    be.next = cur;
                    be = be.next;
                }
            }else {
                //第二部分第一次插入
                if(as == null) {
                    as = cur;
                    ae = cur;
                }else {
                    ae.next = cur;
                    ae = ae.next;
                }
            }
            cur = cur.next;
        }
     if(bs == null) {
            return as;
        }
        //bs!=null
        be.next = as;
        if(as != null) {
            ae.next = null;
        }
        return bs;
    }
  /*if(bs == null) {
            return as;
        }else {
            be.next = as;
            ae.next = null;//注意问题，ae可能为空
            return bs;
        }*/

1.7删除链表中重复的节点

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📜描述

在一个排序的链表中，存在重复的结点，请删除该链表中重复的结点，重复的结点不保留，返回链表头指针。 例如，链表1->2->3->3->4->4->5 处理后为 1->2->5

📝大体思路：

定义cur引用变量，如果当前val域与下一个节点val域相同就让他跳过下个节点，如果是多个挨在一起的就使用循环，循环结束cur还在重复的节点上，所以多走一步；如果节点不重复，定义一个傀儡节点和tmp引用变量，cur用来判断是否为重复节点，不是则tmp的next域等于cur，cur直到为null停下来

❗️核心代码：

 while (cur != null) {
    //cur.next != null : 判断是不是只有一个节点 或者 是不是尾巴节点
           if(cur.next != null && cur.val == cur.next.val) {
                //cur再走的过程当中，有可能剩下的都是相同的
                while ( cur.next != null && cur.val == cur.next.val) {
                    cur = cur.next;
                }
                cur = cur.next;//多走一步

注意细节：

1、循环结束，要多走一步;
2、万一只有一个节点cur.next为空，会出现空指针异常，所以要加上cur.next!=null;
3、如果链表都重复也要加上cur.next!=null,避免空指针异常
4、最后tmp需要手动设置null，有可能不是null，避免程序错误

💬完整代码：

 public Node deleteDuplication() {

        Node newHead = new Node(-1);
        Node tmp = newHead;
        Node cur = this.head;
        while (cur != null) {
            //cur.next != null : 判断是不是只有一个节点 或者 是不是尾巴节点
            if(cur.next != null && cur.val == cur.next.val) {
                //cur再走的过程当中，有可能剩下的都是相同的
                while ( cur.next != null && cur.val == cur.next.val) {
                    cur = cur.next;
                }
                cur = cur.next;//多走一步
            }else {
                tmp.next = cur;
                tmp = tmp.next;
                cur = cur.next;
            }
        }
        tmp.next = null;//手动设置，防止最后一个节点是重复的
        return newHead.next;
    }

1.8链表的回文结构

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📜描述

对于一个链表，请设计一个时间复杂度为O(n),额外空间复杂度为O(1)的算法，判断其是否为回文结构。

给定一个链表的头指针A，请返回一个bool值，代表其是否为回文结构。保证链表长度小于等于900。

测试样例：

1->2->2->1

返回：true

📝大体思路：

快慢指针+反转，1.2和1.3的结合，总体来说掌握中间节点和反转链表，就会很简单,反转完毕后，slow和head一起走直到相遇停止。

❗️核心代码：

 //1、找中间节点
        Node slow = this.head;
        Node fast = this.head;
        while (fast != null && fast.next != null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
        //slow 指向的节点 就是中间节点
        //2、进行翻转
        Node cur = slow.next;
        while (cur != null) {
            Node curNext = cur.next;
            cur.next = slow;
            slow = cur;
            cur = curNext;
        }

注意细节：

如果回文结构是1->2->2->1，最后一起走的时候head的next域等于slow就好了，不然按照正常执行代码是会出现错误

💬完整代码：

//链表回文
    public boolean chkPalindrome() {
        if(this.head == null) {
            return true;
        }
        if(this.head.next == null) {
            //只有一个节点
            return true;
        }
        //1、找中间节点
        Node slow = this.head;
        Node fast = this.head;
        while (fast != null && fast.next != null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
        //slow 指向的节点 就是中间节点
        //2、进行翻转
        Node cur = slow.next;
        while (cur != null) {
            Node curNext = cur.next;
            cur.next = slow;
            slow = cur;
            cur = curNext;
        }
        //翻转完毕 slow指的地方就是 最后一个节点
        while (slow != head) {
            if(slow.val != head.val) {
                return false;
            }
            if(head.next == slow) {
                return true;
            }
            head = head.next;
            slow = slow.next;
        }
        return true;
    }

1.9环形链表

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📜描述：

给定一个链表，判断链表中是否有环。

📝大体思路：

也是需要用到快慢指针思想，fast比slow的速度快一倍，如果他们相遇就有环，不能相遇无环。

❗️核心代码：

fast = fast.next.next;
slow = slow.next;

注意细节：

为什么fast走两步而不是三步，因为会错过与slow的最佳相遇时机，走两步刚刚好

💬完整代码：

 //链表是否有环
    public boolean hasCycle1() {
        Node fast = this.head;
        Node slow = this.head;

        while(fast != null && fast.next != null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if(slow == fast) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

2.0 环形链表 ||

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📜描述

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

📝大体思路：

需要一个公式证明一个结论，看图说话。

有图可知：

由这个公式可以推出，x的路程==y的路程，就可以写代码了

❗️核心代码：

while(fast != null && fast.next != null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if(slow == fast) {
                break;
            }
        }

注意细节：

break跳出来的时候，有可能是不满足循环条件跳出来的，也有可能是条件语句跳出来的

💬完整代码：

  //给定一个链表，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null
    public Node detectCycle() {
        Node fast = this.head;
        Node slow = this.head;

        while(fast != null && fast.next != null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if(slow == fast) {
                break;
            }
        }

        if(fast == null || fast.next == null) {
            return null;
        }

        //slow和fast是相遇的
        slow = this.head;
        while (fast != slow) {
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }

2.1相交链表

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📜描述：

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 。

📝大体思路：

话语不变描述，还是看图说话吧

如果是上面这种形式，相交之前都是相同的节点个数，就比较简单，两个链表直接定义两个引用变量，pl和ps，循环，直到pl==ps就找到公共节点。

❗️核心代码：

  while(pl!=ps) {
            pl=pl.next;
            ps=ps.next;
        }
        //最终都没有相交都返回null，这段代码写不写都没问题
        if(pl==null && ps==null) {
            return null;
        }
        return ps;

如果是上面这种形式，我们就要想办法，让相交之前走的节点数相同，所以，首先计算相交之前两个链表的节点个数，然后像个链表相交之前的节点个数之差，就是长链表应该先走多少步，然后再一起走，直到相交。

💬完整代码：

 //两个链表，找出他们的第一个公共节点
    public static Node getIntersectionNode(Node headA, Node headB) {
        if(headA==null) return null;
        if(headB==null) return null;

        int lenA=0;//用来计算相交之前的长度
        int lenB=0;//用来计算相交之前的长度

        Node pl=headA;
        Node ps=headB;

        while(pl!=null) {
            lenA++;
            pl=pl.next;
        }
        while(ps!=null) {
            lenB++;
            ps=ps.next;
        }
        //走出来pl和ps都为null
        pl=headA;
        ps=headB;
        //<   ==   >
        int len=lenA-lenB;
        //：pl永远指向的是长的链表   ps永远指向短的链表   len永远是一个正数
        if(len<0) {
            pl=headB;
            ps=headA;
            len=lenB-lenA;
        }
//长链表先走的步数
        while(len!=0) {
            pl=pl.next;
            len--;
        }

        while(pl!=ps) {
            pl=pl.next;
            ps=ps.next;
        }
        //最终都没有相交都返回null，这段代码写不写都没问题
        if(pl==null && ps==null) {
            return null;
        }
        return ps;
    }