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代码随想录算法训练营第四天 | 24. 两两交换链表中的节点 ,19.删除链表的倒数第N个节点 ,面试题 02.07. 链表相交 , 142.环形链表II

代码随想录算法训练营第四天 | 24. 两两交换链表中的节点 ,19.删除链表的倒数第N个节点 ,面试题 02.07. 链表相交 , 142.环形链表II

24. 两两交换链表中的节点

24. 两两交换链表中的节点 - 力扣（LeetCode）

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：
在这里插入图片描述

输入：head = [1,2,3,4]
输出：[2,1,4,3]

示例 2：

输入：head = []
输出：[]

示例 3：

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

思考：用虚拟头指针进行操作，那么在交换相邻的俩个节点的时候，就需要获取俩个节点之前的节点。例如：head->1->2->3，若要交换节点1和2，让head节点指向2，然后2指向1，最后1指向3。注意在交换时，如果用到之前未交换的节点，需要在交换前保留节点。那么什么时候交换终止呢？考虑特殊情况，没有节点时，head.next=null时结束，只有一个节点时head.next.next=null时结束。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * 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 Solution {
    public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        ListNode dummyhead = new ListNode();
        dummyhead.next = head;
        ListNode cur = dummyhead;
        while(cur.next != null && cur.next.next != null){
            //操作链表：cur->1->2->3
            ListNode temp = cur.next;//存储1
            //cur指向2
            cur.next = cur.next.next;

            //2指向1:cur.next.next.next = cur.next;
            ListNode temp2 = temp.next.next;//cur.next.next，存储3
            temp.next.next = temp;//

            //1指向3:cur.next.next = cur.next.next.next
            temp.next = temp2;

            //后移，准备下一轮
            cur = cur.next.next;
        }
        return dummyhead.next;
    }
}

注意：在赋值的时候，一定要注意自己操作的是谁。

19.删除链表的倒数第N个节点

19. 删除链表的倒数第 N 个结点 - 力扣（LeetCode）

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：
在这里插入图片描述

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

示例 2：

输入：head = [1], n = 1
输出：[]

示例 3：

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？

思想：使用虚拟头节点在删除节点的时候，要找到被删除节点的前一个节点，然后改变前一个节点的指向节点。那么怎么删除倒数第n个节点呢？要找到倒数n+1个节点。怎么找到该节点呢？使用快慢指针，先让fast走n+1步，那么fast就领先low指针n+1步，那么当fast指向null时，low就指向了倒数第n+1个节点。（考虑特殊情况，一共3个节点，删除倒数第3个节点，fast走4步为null，low不用走）

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * 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 Solution {
    public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
        ListNode dummynode = new ListNode();
        dummynode.next = head;
        n = n+1;
        ListNode fast = dummynode;
        ListNode low = dummynode;
        while((n>0) && fast != null){
            fast = fast.next;
            n--;
        }

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

        return dummynode.next;
    }
}

面试题 02.07. 链表相交

面试题 02.07. 链表相交 - 力扣（LeetCode）

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**：**
在这里插入图片描述

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：
在这里插入图片描述

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：
在这里插入图片描述

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：

在这里插入图片描述

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？

思想：如果链表相交，那么相交后的链表的长度应当是一样的，并且相交后的链表不仅仅是值相同，在链表中的位置也应当相同。那么就需要求出俩个链表之间长度的差值。然后从尾部开始，使得两个链表对齐。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
 //没有用虚拟头节点
public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        ListNode cur1 = headA;
        ListNode cur2 = headB;
        int lenA = 0,lenB = 0;
        while(cur1 != null){
            cur1 = cur1.next;
            lenA++;
        }
        while(cur2 != null){
            cur2 = cur2.next;
            lenB++;
        }
        cur1 = headA;
        cur2 = headB;
        int flag = lenA - lenB;
        if(flag > 0){
            while(flag>0){
                cur1 = cur1.next;
                flag--;
            }
        }else{
            while(flag<0){
                cur2 = cur2.next;
                flag++;
            }
        }
        while(cur1 != cur2 && cur1 != null){
            cur1 = cur1.next;
            cur2 = cur2.next;
        }
        return cur1;
    }
}

142.环形链表II

142. 环形链表 II - 力扣（LeetCode）

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：

在这里插入图片描述

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：

在这里插入图片描述

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：

在这里插入图片描述

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？

思想：

  • 判断是否有环
    • 使用快慢指针，快指针一次走两步，慢指针一次走一步，快指针相比于慢指针来说就是每次多走一步，如果存在环的话，快指针是一步一步的靠近慢指针的，所以有环的情况下，快慢指针必定相遇。
  • 判断环在哪里
    • 假如有环：设x为从起点到环入口的距离，y为慢指针与快指针在环内相遇后走的距离，z为相遇点距离入口的距离。快指针至少走一圈才与慢指针相遇(假如没走够一圈，无法追上慢指针)。
    • 那么可得2(x+y) = x+y+n(y+z)，x = n(y+z) - y，x = (n-1)(y+z)+z，当n=1时，x = z。也就是从相遇点到入口的距离等于从起点到入口的距离。并且无论n为几，都是在套圈，都走在了相遇点的位置，所以只和z有关。
    • 为什么慢指针只走第一圈的时候就相遇了？ 极端情况，整个就是个圈，如果慢指针走了一圈，快指针就走了俩圈，那么也套圈相遇了。
/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        ListNode fast = head;
        ListNode low = head;
        while(fast != null && fast.next != null){
            fast = fast.next.next;
            low = low.next;
            if(fast == low){
                ListNode index1 = head;
                ListNode index2 = fast;
                while(index1 != index2){
                    index1 = index1.next;
                    index2 = index2.next;
                }
                return index1;
            }
        }
        return null;
    }
}

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