一、概念
链表由一组零散的结点通过指针连接而成,每个结点都包含当前结点内容和后继指针。相对于数组,它不受固于存储空间的限制,可更快捷地进行插入和删除操作,主要有以下几种类型:
1、单链表
指针指向下一个节点,终点指向null
2、双链表
指针指向前一个节点和后一个节点
3、循环链表
最后一个节点指向第一个节点
在解决链表相关问题时,先执行三步骤,再敲下代码会更清晰
确定解题的链表类型画图理清思路确定边界条件
不同于数组,JS官方还没有提供一个直接的链表API,可通过对象的方式模拟出链表,其结构为
const head = { data: 1, next: { data: 2, next: null, },};
二、leetcode 最常见相关题型
1、合并两个有序链表
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
示例: 输入: l1 = [1,2,4], l2 = [1,3,4] 输出: [1,1,2,3,4,4]
步骤:
解题的链表类型是单链表思路:l1 与 l2 是有序递增的,因此 l1.val 与 l2.val 的较小值就是合并后链表的最小值依次递归 大小节点的比较,直到 l1 l2 均为 null边界条件:递归到任意链表为 null 即可停止,并将 next 指向另外的链表
var mergeTwoLists = function(l1, l2) { if (l1 === null) { return l2 } else if (l2 === null) { return l1 } else if (l1.val < l2.val) { l1.next = mergeTwoLists(l1.next, l2) return l1 } else { l2.next = mergeTwoLists(l2.next, l1) return l2 }};
2、环形链表
给定一个链表,判断链表中是否有环。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。如果链表中存在环,返回 true 否则返回 false 。要求用 O(1) 内存解决此问题
pos 表示链表尾连接到链表中的位置,若 pos 是 -1 则该链表中没有环
示例: 输入:head = [3,2,0,-4], pos = 1 输出:true // 链表中有一个环,其尾部连接到第二个节点
步骤:
解题的链表类型是单链表思路:龟兔赛跑算法:利用快慢双指针,快指针走两步,慢指针走一步如果链表存在环,则两个速度不同的指针必定会相遇。并且从相遇点和链表头结点同时往下走,会在环起点相遇边界条件:快指针指向 null 停止,无环快慢指针指向同一个节点,有环
var hasCycle = function(head) { if(!head || !head.next) return false; let slow = head.next; let fast = head.next.next; while(slow !== fast ) { if(!fast || !fast.next) return false; slow = slow.next; fast = fast.next.next; } return true}
3、反转链表
给你单链表的头节点 head ,请你使用迭代或递归地反转链表,并返回反转后的链表
示例: 输入: head = [1,2,3,4,5] 输出: [5,4,3,2,1]
步骤:
解题的链表类型是单链表迭代思路:将单链表的每个节点的后继指针指向它的前驱节点
边界条件:当链表 null 停止链表仅有一个节点
var reverseList = function(head) { if(!head || !head.next) return head; let prev = null; let cur = head; while(cur) { const curNext = cur.next; // 反转后赋值给prev指针 cur.next = prev; prev = cur; // 链接到下一个节点 cur = curNext; } return prev};
4、链表的中间结点
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(给定链表的结点数介于 1 和 100 之间)
示例: 输入: [1,2,3,4,5] 输出: 3 输入: [1,2,3,4,5,6] 输出: 4
步骤:
解题的链表类型是单链表思路:快指针p2的位移是慢指针p1的2倍,所以当p2走到链表尾部时,p1刚好走了一半,指向链表的中点。下题同理
边界条件:快指针指向 null 时,慢指针刚好处于中间位置
var middleNode = function(head) { if(!head || !head.next) return head; let slow = head; let fast = head; while(fast && fast.next) { slow = slow.next; fast = fast.next.next; } return slow};
5、删除链表倒数第 n 个结点
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
示例: 输入:head = [1,2,3,4,5], n = 2 输出:[1,2,3,5]
步骤:
解题的链表类型是单链表思路:快指针一次性走完n个节点,接着两个指针一起往后走,直到快指针指向null,此时慢指针就是倒数第n个节点添加哨兵处理第n个节点边界条件:快指针指向 null 时,慢指针所在位置就是倒数第n个节点
const removeNthFromEnd = function (head, n) { // 哨兵 let preHead = new ListNode(0) preHead.next = head let slow = preHead; let fast = preHead; // 先走n步 while (n--) { fast = fast.next } // 一起走 while (fast && fast.next) { fast = fast.next slow = slow.next } slow.next = slow.next.next return preHead.next;};
6、回文链表
给你一个单链表的头节点 head ,请你判断该链表是否为回文链表。如果是,返回 true ;否则,返回 false
示例: 输入: head = [1,2,2,1] 输出: true
步骤:
解题的链表类型是单链表思路:借助数组,将链表丢进数组设置前后指针,前后指针理应相同,若不同则不是回文循环结束若没有返回false则是回文边界条件:前后指针不一致循环结束
var isPalindrome = function (head) { const res = [] while (head) { res.push(head.val); head = head.next } let pre = 0; let last = res.length - 1; while (pre < last) { if (res[pre] !== res[last]) return false; pre++; last--; } return true}
8、相交链表
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。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(需复制新的链表)如果两个链表没有交点,返回 null程序尽量满? O(n) 时间复杂度,且仅? O(1) 内存
示例: 输入:intersectVal = 4, listA = [1,2,3,4,5], listB = [6,7,4,5], skipA = 3, skipB = 2 // 在 A 中,相交节点前有 3 个节点;在 B 中,相交节点前有 2 个节点 输出:Intersected at '4' // 相交节点的值为 4 (注意,如果两个链表相交则不能为 0)
步骤:
解题的链表类型是单链表思路:同上,寻找AB链表的高度差并消除,已知相交点之后的长度必须相等AB双指针同时前进,当短链表B的指针遍历完成时,双指针的长度差刚好是双链表的长度差,将B指针指向A链表的头节点,跟着A指针再一次遍历,直到A指针遍历完成同样将A指针指向B链表的头节点,B指针向前一步,则消除了链表的高度差
边界条件:指针指向null时,切换指向链表AB链表值相等
var getIntersectionNode = function (headA, headB) { if (!headA || !headB) return null; let pA = headA; let pB = headB; while (pA !== pB) { pA = pA !== null ? pA.next : headB; pB = pB !== null ? pB.next : headA; } return pA;}
9、链表求和
给定两个用链表表示的整数,每个节点包含一个数位,这些数位是反向存放的,也就是个位排在链表首部。编写函数对这两个整数求和,并用链表形式返回结果
示例: 输?:(7 -> 1 -> 6) + (5 -> 9 -> 2),即617 + 295 输出:2 -> 1 -> 9,即912
步骤:
解题的链表类型是单链表思路:输出的是新链表,因此需要创建一个链表由于是反向存储,则链表从个位数开始计算,大于十则进位进位,首先考虑?carry存储每次的进位,余数存储进创建的节点边界条件:双链表指向null时,遍历完成遍历完成,carry不为0,则还需前进一位
const addTwoNumbers = function (l1, l2) { // 哨兵 let preHead = new ListNode(0) let carry = 0; let pre = preHead; while (l1 || l2) { let sum = 0; if (l1) { sum += l1.val l1 = l1.next } if (l2) { sum += l2.val l2 = l2.next } sum += carry carry = Math.floor(sum / 10) pre.next = new ListNode(sum % 10) pre = pre.next } if (carry > 0) { pre.next = new ListNode(carry) pre = pre.next } return preHead.next}
进阶:思考?下,假设这些数位是正向存放的,?该如何解决呢? 输?:(6 -> 1 -> 7) + (2 -> 9 -> 5),即617 + 295 输出:9 -> 1 -> 2,即912
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