【算法 day03】LeetCode 203.移除链表元素 | 707.设计链表 | 206.反转链表

203.移除链表元素

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 1.思路：

• 需要分情况讨论：删除的是头元素  删除的是非头元素

• 删除头元素，需要将头元素的下一个节点设置为新的头元素

• 删除非头元素，得知道当前元素以及当前元素的下一个节点，需要将前一个节点的指针指向当前元素的下一个数据

 2.代码：

public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {//删除的是头元素的情况,// 1.需要判断head!=null,因为我们要比较首元素的值，避免出现空指针// 2.不可使用if, eg：7-7-7-7 val=7,使用if在这种情况下就会漏判断while(head!=null && head.val==val){head=head.next;}//指向头结点，充当前置节点ListNode cur=head;//需要判断当前元素以及下一个元素不为空，因为我们需要删除的其实是下一个节点while (cur!=null && cur.next!=null){if(cur.next.val==val){//前置节点指向下下一个节点cur.next=cur.next.next;}else {//指向下一个节点cur=cur.next;}}//返回的是链表的入口//不能返回cur，它只是一个辅助指针，最后可能指向null,并不能代表整个链表return head;}

1.思路2：

•  定义一个pre虚拟指针，指向头结点

•  定义一个cur指针，用于遍历数组，寻找符合条件的数据，并且它一开始指向的是pre,实际要删除的数据是cur.next

•  指向pre,这样删除头结点和删除非头结点的操作保持一样

2.代码

   public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {//定义一个前置节点ListNode pre=new ListNode();//前置节点的指针指向头节点pre.next=head;//当前节点指向前置节点ListNode cur=pre;//为什么不判断cur,因为在这个结构下cur不会为null,因为初始值是虚拟头节点，且每次循环都可以保证cur!=null//我们其实关注的是cur.next，而不是curwhile(cur.next!=null){if(cur.next.val==val){cur.next=cur.next.next;}else{cur=cur.next;}}//返回链表的入口,即虚拟节点的下一个return pre.next;}

707.设计链表

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 1.思路：

• 定义了一个虚拟节点DummyHead，统一新增和删除操作
• index是从0开始的，它指的是第一个有效节点，不包含虚拟节点
• 在index位置新增和删除元素时，需要找到的操作元素的前一个元素，我们遍历寻找的时候是从虚拟节点开始的，所以index-1处就是前一个元素，注意链表size的变化

       ①向头部添元素：新节点指针指向真实头节点，虚拟头节点指针指向新新节点

       ②向index（从0开始）位置添加元素：

              <1>首先判断下标的有效性 (链表有效区间 [0，size-1],但是插入元素时，=size是有效区间相当于尾部插入元素）无效区间 <0 || >size））

               <2>定义一个指针cur,for循环（[0,index-1]）找到index-1的位置，节点指针变更

               <3>【注】size++

        ③向尾部添加元素:

              <1>定义一个指针cur,找到尾部节点 while循环判断的是（cur.next!=null）

              <2>修改节点的指针

              <3>size++

        ④删除index（从0开始）位置元素:  

              <1>先判断index的有效性（链表有效区间 [0,size-1]）

              <2>循环遍历到index-1的位置，指针进行交换

              <3>size--

 2.代码：

class MyLinkedList {//1.定义一个指针class LinkedNode{int val;LinkedNode next;LinkedNode(){} LinkedNode(int val){this.val=val;}}//1.链表的个数private int size;//2.虚拟头结点private LinkedNode head;public MyLinkedList() {this.size = 0;//创建虚拟节点，真实头结点是head.nextthis.head = new LinkedNode(0);}//获取链表中某个元素 index从0开始，且指向的是有效的链表节点，不包含虚拟节点public int get(int index) {//先判断下标是否是有效的,下标是从0开始的，所以链表的长度是size-1if(index<0 || index>=size){return -1;}//定义一个指针指向虚拟头节点LinkedNode cur=head;for(int i=0;i<=index;i++){//指针后移cur=cur.next;}return cur.val; }//在头部添加元素public void addAtHead(int val) {//定义一个节点LinkedNode newNode=new LinkedNode(val);//先将新节点的指针指向虚拟头结点的下一个即链表的真实头节点newNode.next=head.next;//虚拟头节点指向新节点head.next=newNode;size++;}//在尾部添加元素public void addAtTail(int val) {//定义一个新节点LinkedNode newNode =new LinkedNode(val);//定义一个指针指向头节点LinkedNode cur=head;//判断的是cur.nextwhile(cur.next!=null){cur=cur.next;}//尾节点指向新节点cur.next=newNode;//节点个数++size++;}//将一个值为 val 的节点插入到链表中下标为 index 的节点之前public void addAtIndex(int index, int val) {//【注】判断下标的合理性,链表的有效下标是[0,index-1],所以index=size时，相当于尾部添加元素if(index<0 || index >size){return;}LinkedNode newNode =new LinkedNode(val);//从虚拟节点开始移动//dummyhead -1-2-3-null 假设index=1,要在2元的前面新增节点，所以cur指针要指向的是元素1LinkedNode cur=head;//【注】index区间[0,index-1]for(int i=0;i<index;i++){cur=cur.next;}newNode.next=cur.next;cur.next=newNode;size++;}//删除某个元素public void deleteAtIndex(int index) {//判断下标的合理性if(index<0 || index >=size){return;}LinkedNode cur=head;//因为有虚拟头节点，所以不用对index=0的情况进行特殊处理//【注】从0开始，有效下标是[0,index-1]，找到的是其前置节点for(int i=0;i<index;i++){cur=cur.next;}//找到当前节点cur,指针指向当前节点的下一个cur.next=cur.next.next;size--;}
}/*** Your MyLinkedList object will be instantiated and called as such:* MyLinkedList obj = new MyLinkedList();* int param_1 = obj.get(index);* obj.addAtHead(val);* obj.addAtTail(val);* obj.addAtIndex(index,val);* obj.deleteAtIndex(index);*/

206.反转链表

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 1.思路：反转链表，需要将原先的首节点变成尾节点，首节点的指针指向null,原先的尾节点成为首节点，中间节点的各个指针指向其上一个元素。采用 快慢指针实现

•  首先需要定义一个新的节点pre=null，充当慢指针

•   定义一个cur指针，开始指向首节点，充当快指针

•   这两个指针形成快慢指针，cur指针总是比pre指针快一步，pre是cur前置节点,要将cur指针的方向反转指向pre

•   while循环操作中，因为要修改cur指针的方向，所以我们要先将cur指向的下一个节点先记录下来，方便后续cur指针的后移，

•  在进行翻转,慢指针先后移,快指针在后移

•  最终返回pre，因为我们返回的是链表的入口，此时cur指向了null,而pre才是指向反转链表后的首节点  

 2.代码：

public ListNode reverseList(ListNode head) {//1.定义一个新节点，充当慢指针ListNode pre =null;//定义cur指针，充当快指针ListNode cur=head;while(cur!=null){//记录当前节点的下一个，方便下面cur的后移ListNode next =cur.next;//指针指向前置节点，指针反转cur.next=pre;//pre先指向cur,不可与下一步调转，调转后，快慢指针指向了同一个节点pre=cur;//cur后移，指向当前节点的下一个cur=next;}//返回链表的入口，此时cur指向null,pre指向原链表尾节点，也就是反转后的首节点return pre;
}

总结：链表中，移除某个元素或者添加某个元素，新增一个虚拟头结点来统一操作，我们需要找到的是其前置节点，注意链表个数的变化，循环的判断条件

         反转操作：采用快慢指针