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news 2025/11/13 14:17:58

优秀网站设计平台,建筑网上招工平台哪个好,校园网络方案设计,谁可以做网站优化排名推广第2天：链表算法 - 问题分析与Java实现 1. 问题分析问题1：反转链表问题描述给定一个单链表的头节点 head，反转该链表并返回其头节点。示例 Input: head [1,2,3,4,5] Output: [5,4,3,2,1]2. 解决方案（多种方法&#xff0…

第2天：链表算法 - 问题分析与Java实现

1. 问题分析

问题1：反转链表

问题描述

给定一个单链表的头节点 head，反转该链表并返回其头节点。

示例

Input: head = [1,2,3,4,5]
Output: [5,4,3,2,1]

2. 解决方案（多种方法）

方法1：迭代法（O(n))

思路：

遍历链表，同时反转每个节点的指针。
使用三个指针：prev、current 和 next 来跟踪节点并反转链表。

public ListNode reverseList(ListNode head) {ListNode prev = null;ListNode current = head;while (current != null) {ListNode next = current.next;current.next = prev;prev = current;current = next;}return prev; // 返回新的头节点
}

优点：

时间复杂度：O(n)，n为链表的节点数量。
空间复杂度：O(1)，只使用了常量级别的额外空间。

方法2：递归法（O(n))

思路：

使用递归来反转剩余的链表，并在递归回溯时调整指针。

public ListNode reverseListRecursive(ListNode head) {if (head == null || head.next == null) {return head;}ListNode reversedList = reverseListRecursive(head.next);head.next.next = head;head.next = null;return reversedList;
}

优点：

时间复杂度：O(n)，递归遍历链表的每个节点。
空间复杂度：O(n)，由于递归栈的使用。

问题2：判断链表是否有环（弗洛伊德快慢指针法）

问题描述

给定一个链表，判断它是否有环。

示例

Input: head = [3,2,0,-4], pos = 1
Output: true
解释：链表中存在环，尾节点连接到索引为1的节点。

2. 解决方案（多种方法）

方法1：弗洛伊德快慢指针法（O(n))

思路：

使用两个指针，一个慢指针（slow）和一个快指针（fast）。
如果链表中有环，快指针会追上慢指针。

public boolean hasCycle(ListNode head) {if (head == null || head.next == null) {return false;}ListNode slow = head;ListNode fast = head;while (fast != null && fast.next != null) {slow = slow.next;fast = fast.next.next;if (slow == fast) {return true;}}return false;
}

优点：

时间复杂度：O(n)，快慢指针各自遍历链表一次。
空间复杂度：O(1)，没有额外空间的使用。

方法2：HashSet法（O(n))

思路：

使用一个HashSet来存储已访问过的节点。如果遇到重复的节点，就说明有环。

import java.util.HashSet;public boolean hasCycleHashSet(ListNode head) {HashSet<ListNode> visitedNodes = new HashSet<>();while (head != null) {if (visitedNodes.contains(head)) {return true;}visitedNodes.add(head);head = head.next;}return false;
}

优点：

时间复杂度：O(n)，遍历链表一次。
空间复杂度：O(n)，由于存储了链表节点的集合。

问题3：合并两个有序链表

问题描述

将两个有序链表合并为一个新的有序链表，并返回合并后的链表。

示例

Input: l1 = [1,2,4], l2 = [1,3,4]
Output: [1,1,2,3,4,4]

2. 解决方案（多种方法）

方法1：迭代法（O(n))

思路：

同时遍历两个链表，比较每个节点的值，将较小的节点加入到新的链表中。

public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {ListNode dummy = new ListNode(0);ListNode current = dummy;while (l1 != null && l2 != null) {if (l1.val < l2.val) {current.next = l1;l1 = l1.next;} else {current.next = l2;l2 = l2.next;}current = current.next;}if (l1 != null) {current.next = l1;} else {current.next = l2;}return dummy.next; // 返回合并后的链表
}

优点：

时间复杂度：O(n)，n为两个链表节点的总数。
空间复杂度：O(1)，仅使用指针来遍历链表。

方法2：递归法（O(n))

思路：

使用递归的方式合并两个链表，每次比较两个链表的头节点。

public ListNode mergeTwoListsRecursive(ListNode l1, ListNode l2) {if (l1 == null) return l2;if (l2 == null) return l1;if (l1.val < l2.val) {l1.next = mergeTwoListsRecursive(l1.next, l2);return l1;} else {l2.next = mergeTwoListsRecursive(l1, l2.next);return l2;}
}