链表
203.移除链表元素
题意：删除链表中等于给定值 val 的所有节点。
示例 1： 输入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6 输出：[1,2,3,4,5]
示例 2： 输入：head = [], val = 1 输出：[]
示例 3： 输入：head = [7,7,7,7], val = 7 输出：[]
如果删除的是头结点又该怎么办呢？
这里就涉及如下链表操作的两种方式：
- 直接使用原来的链表来进行删除操作。
- 设置一个虚拟头结点在进行删除操作。
头结点如何移除呢，其实只要将头结点向后移动一位就可以，这样就从链表中移除了一个头结点。依然别忘将原头结点从内存中删掉。
设置一个虚拟头结点，这样原链表的所有节点就都可以按照统一的方式进行移除了。
来看看如何设置一个虚拟头。依然还是在这个链表中，移除元素1。
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
# def __init__(self, val=0, next=None):
# self.val = val
# self.next = next
class Solution:
def removeElements(self, head: Optional[ListNode], val: int) -> Optional[ListNode]:
# 创建虚拟头部节点以简化删除过程
dummy_head = ListNode(next = head)
# 遍历列表并删除值为val的节点
current = dummy_head
while current.next:
if current.next.val == val:
current.next = current.next.next
else:
current = current.next
return dummy_head.next707.设计链表
在链表类中实现这些功能：
- get(index)：获取链表中第 index 个节点的值。如果索引无效，则返回-1。
- addAtHead(val)：在链表的第一个元素之前添加一个值为 val 的节点。插入后，新节点将成为链表的第一个节点。
- addAtTail(val)：将值为 val 的节点追加到链表的最后一个元素。
- addAtIndex(index,val)：在链表中的第 index 个节点之前添加值为 val 的节点。如果 index 等于链表的长度，则该节点将附加到链表的末尾。如果 index 大于链表长度，则不会插入节点。如果index小于0，则在头部插入节点。
- deleteAtIndex(index)：如果索引 index 有效，则删除链表中的第 index 个节点。
# 看完视频，三处重点
# 一是current.next一定要指向题目要求的第n个节点，而不是current指向第n个节点。这样才好通过
# 改变current.next来改变链表的第n个节点。如果不清楚这一点很容易改成第n-1个节点或者第n+1个
# 节点
# 二是在插入新节点时一定要注意修改指针的顺序。先修改新节点的指针指向
# current.next(newnode.next=current.next)，再修改current的指针指向新节点
# (current.next=newnode)。如果顺序反了，先修改current的指针指向新节点，此时就丢失了原
# current.next的指针，就无法让新节点的指针指向正确位置了。
# 三是增删链表元素后一定记得改变size的值
#一般先定义dummyhead再定义cur 这俩步骤不可少，记住就完事，漏一个基本就写不对了。
# while(index > 0)可以简写为while(index)
class ListNode:
def __init__(self, val=0, next=None):
self.val = val
self.next = next
class MyLinkedList():
def __init__(self):
# self.head = ListNode() # ❗ 注意了，self是一个object，不能是链表本身。self不能作为头节点，要设self.head作为头节点。
# # 似乎直接把这个head当成dummyhead就可以
# dummyhead = self.head # 写这里没用
self.dummyhead = ListNode()
self.size = 0 # 设置一个链表长度的属性，便于后续操作，注意每次增和删的时候都要更新
#⭐这一句是抄答案的！
def get(self, index: int) -> int:
if (index >= 0) and (index < self.size): # ❗if条件里and不能换成&&，后者报错
# ❗注意不能是index <= self.size，因为index=1时self.size至少为2
# dummyhead = ListNode(0, self.head) # ❗是ListNode而不是Listnode 注意大小写
cur = self.dummyhead.next
while(index > 0):
cur = cur.next
index -= 1
return cur.val
else:
return -1
def addAtHead(self, val: int) -> None:
# newnode = ListNode(val, self.head) # ❓这种表达方式对否，还是说需要先创建新节点再指向self
# 上行不对。若这么写，相当于每次新节点都指向同一个头节点，多次运行该函数时，并不会“增加”元素，而只是对一个指向head的节点的重新覆盖（不同的val）。
newnode = ListNode(val)
# newnode.next = self.head
# 上行不对。head依然是那个head，没有将head转移到最前面的节点。
# dummyhead = ListNode(0, self.head)
newnode.next = self.dummyhead.next
self.dummyhead.next = newnode
self.size += 1
def addAtTail(self, val: int) -> None:
# dummyhead = ListNode(0, self.head)
newnode = ListNode(val)
cur = self.dummyhead
while(cur.next != None):
cur = cur.next
# cur.next.val = val # ❓这种表达方式对否，还是说需要先用ListNode创建尾节点然后cur指向尾节点
# 上行不对。因为此时cur.next是None而不是一个节点。
cur.next = newnode
self.size += 1
def addAtIndex(self, index: int, val: int) -> None:
if (index >= 0) and (index < self.size): # ❗注意不能是index <= self.size，因为index=1时self.size至少为2
# dummyhead = ListNode(0, self.head)
newnode = ListNode(val)
cur = self.dummyhead
while(index > 0):
cur = cur.next
index -= 1
newnode.next = cur.next
cur.next = newnode
self.size += 1
return # ❗多if分支时建议写return，避免完成一个分支后代码继续往下走
elif index < 0:
self.addAtHead(val)
# self.size += 1 # ❗这时候就不用改变size了因为已经在上面调用的函数内了
return
elif index == self.size:
self.addAtTail(val)
# self.size += 1
return
else:
return
def deleteAtIndex(self, index: int) -> None:
if (index >= 0) and (index < self.size): # ❗注意不能是index <= self.size，因为index=1时self.size至少为2
# dummyhead = ListNode(0, self.head)
cur = self.dummyhead
while (index > 0):
cur = cur.next
index -= 1
cur.next = cur.next.next
self.size -= 1
# Your MyLinkedList object will be instantiated and called as such:
# obj = MyLinkedList()
# param_1 = obj.get(index)
# obj.addAtHead(val)
# obj.addAtTail(val)
# obj.addAtIndex(index,val)
# obj.deleteAtIndex(index)206.反转链表
题意：反转一个单链表。
示例: 输入: 1->2->3->4->5->NULL 输出: 5->4->3->2->1->NULL
首先定义一个cur指针，指向头结点，再定义一个pre指针，初始化为null。
然后就要开始反转了，首先要把 cur->next 节点用tmp指针保存一下，也就是保存一下这个节点。
为什么要保存一下这个节点呢，因为接下来要改变 cur->next 的指向了，将cur->next 指向pre ，此时已经反转了第一个节点了。
class Solution:
def reverseList(self, head: ListNode) -> ListNode:
cur = head
pre = None
while cur:
temp = cur.next # 保存一下 cur的下一个节点，因为接下来要改变cur->next
cur.next = pre #反转
#更新pre、cur指针
pre = cur
cur = temp
return pre24. 两两交换链表中的节点
给定一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后的链表。
你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际的进行节点交换。
class Solution:
def swapPairs(self, head: ListNode) -> ListNode:
dummy_head = ListNode(next=head)
current = dummy_head
# 必须有cur的下一个和下下个才能交换，否则说明已经交换结束了
while current.next and current.next.next:
temp = current.next # 防止节点修改
temp1 = current.next.next.next
current.next = current.next.next
current.next.next = temp
temp.next = temp1
current = current.next.next
return dummy_head.next19.删除链表的倒数第N个节点
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。
进阶：你能尝试使用一趟扫描实现吗？
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]
fast首先走n + 1步 ，为什么是n+1呢，因为只有这样同时移动的时候slow才能指向删除节点的上一个节点（方便做删除操作），如图：
fast和slow同时移动，直到fast指向末尾，如题：
删除slow指向的下一个节点，如图：
class Solution:
def removeNthFromEnd(self, head: ListNode, n: int) -> ListNode:
# 创建一个虚拟节点，并将其下一个指针设置为链表的头部
dummy_head = ListNode(0, head)
# 创建两个指针，慢指针和快指针，并将它们初始化为虚拟节点
slow = fast = dummy_head
# 快指针比慢指针快 n+1 步
for i in range(n+1):
fast = fast.next
# 移动两个指针，直到快速指针到达链表的末尾
while fast:
slow = slow.next
fast = fast.next
# 通过更新第 (n-1) 个节点的 next 指针删除第 n 个节点
slow.next = slow.next.next
return dummy_head.next面试题 02.07. 链表相交
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：
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：
我们求出两个链表的长度，并求出两个链表长度的差值，然后让curA移动到，和curB 末尾对齐的位置，此时我们就可以比较curA和curB是否相同，如果不相同，同时向后移动curA和curB，如果遇到curA == curB，则找到交点。如图：
class Solution:
def getIntersectionNode(self, headA: ListNode, headB: ListNode) -> ListNode:
curA = headA
curB = headB
sizeA = 0
sizeB = 0
while curA != None:
sizeA += 1
curA = curA.next
while curB != None:
sizeB += 1
curB = curB.next
curA = headA
curB = headB
if sizeA > sizeB:
n = sizeA - sizeB
while n:
curA = curA.next
n -= 1
elif sizeA < sizeB:
n = sizeB - sizeA
while n:
curB = curB.next
n -= 1
# while curA.val != curB.val and curA != None:
# ❗注意是节点的相同而不是值的相同。因此不需要取val属性。否则：
# 输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,0,1,8,4,5],
# skipA = 2, skipB = 3
# while里取val则输出：Intersected at '1'.正确输出：Intersected at '8'
while curA != curB and curA != None:
curA = curA.next
curB = curB.next
return curA- 环形链表II
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。
为了表示给定链表中的环，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。
那么相遇时： slow指针走过的节点数为: x + y， fast指针走过的节点数：x + y + n (y + z)，n为fast指针在环内走了n圈才遇到slow指针， （y+z）为 一圈内节点的个数A。
因为fast指针是一步走两个节点，slow指针一步走一个节点， 所以 fast指针走过的节点数 = slow指针走过的节点数 * 2：
(x + y) * 2 = x + y + n (y + z)
两边消掉一个（x+y）: x + y = n (y + z)
因为要找环形的入口，那么要求的是x，因为x表示 头结点到 环形入口节点的的距离。
class Solution:
def detectCycle(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
fast = head
slow = head
while fast != None and fast.next != None:
fast = fast.next.next
slow = slow.next
if slow == fast:
index1 = fast
index2 = head
while index1 != index2:
index1 = index1.next
index2 = index2.next
return index1从头结点出发一个指针，从相遇节点 也出发一个指针，这两个指针每次只走一个节点， 那么当这两个指针相遇的时候就是 环形入口的节点。
也就是在相遇节点处，定义一个指针index1，在头结点处定一个指针index2。
