leetcode刷题(javaScript)——链表相关场景题总结

 链表中的元素在内存中不是顺序存储的,而是通过next指针联系在一起的。常见的链表有单向链表、双向链表、环形链表等

在 JavaScript 刷题中涉及链表的算法有很多,常见的包括:

1. 遍历链表:从头到尾遍历链表,处理每个节点的值或指针。

2. 反转链表:将链表的指针方向反转,使链表的尾部变为头部。

3. 合并两个有序链表:将两个有序链表合并成一个有序链表。

4. 删除链表中的指定节点:删除链表中特定值或位置的节点。

5. 检测链表中是否有环:判断链表中是否存在环形结构。

对于新手刷题链表,一些需要注意的方法和建议包括:

1. 熟悉链表的基本操作:了解链表的基本结构和操作,包括节点的定义、指针操作等。

2. 注意边界情况:在处理链表时,要考虑边界情况,如空链表、只有一个节点的链表等。

3. 使用递归:递归是解决链表问题的常见方法,可以简化问题的复杂度。

4. 双指针技巧:在解决链表问题时,双指针技巧经常会派上用场,例如快慢指针用于检测环。

5. 利用辅助数据结构:有时候可以借助辅助数据结构如哈希表来解决链表问题。

206. 反转链表

给你单链表的头节点 head ,请你反转链表,并返回反转后的链表。

思路:新创建一个链表,链表头指针pre,新的链表用pre指向,最后返回这个头指针。

1——》2——》3——》4——》5——》null

可以转换为

null《——1《——2《——3《——4《——5

pre初始是空对象pre = null

难点来了

怎么实现null《——1 让1的next指向null呢?

如果1的next改变指向,那么2以及之后的数据将丢失,所以需要提前将1的next暂存给一个变量;

然后这个时候可以改变1的next指向为pre了。

那原始链表还需要遍历呀,这个时候将暂存的next赋给current。同时pre也从null后移指向1.所以第二次遍历结束

2——》3——》4——》5——》null

^

current指向2

null《——1

                ^

                pre指向

第三次遍历结束

3——》4——》5——》null

^

current指向3

null《——1《——2

                             ^

                        pre指向

这道题可能当时做会了过段时间就忘了,所以要牢记改变指向的时候数据连接会丢失,需要考虑丢掉还是要保留,如果要保留数据,一定在改变指向前处理。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * function ListNode(val, next) {
 *     this.val = (val===undefined ? 0 : val)
 *     this.next = (next===undefined ? null : next)
 * }
 */
/**
 * @param {ListNode} head
 * @return {ListNode}
 */
var reverseList = function (head) {
    let prev = null;
    let current = head;
    while (current !== null) {
        let nextNode = current.next;
        current.next = prev;
        prev = current;
        current = nextNode;
    }
    return prev;
};

 使用迭代的方式遍历链表,将每个节点的指针方向反转。使用 prev 指针来保存已经反转部分的链表,current 指针来遍历原始链表。在每一步中,我们将 current.next 指向 prev,然后更新 prev 和 current 指针继续向后移动,直到遍历完整个链表。

最后,返回反转后的链表的头节点,即 prev 指针所指向的节点,这个节点就是原始链表的尾节点,也就是反转后链表的头节点。

21. 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。 

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * function ListNode(val, next) {
 *     this.val = (val===undefined ? 0 : val)
 *     this.next = (next===undefined ? null : next)
 * }
 */
/**
 * @param {ListNode} list1
 * @param {ListNode} list2
 * @return {ListNode}
 */
var mergeTwoLists = function (list1, list2) {
    if (!list1) return list2;
    if (!list2) return list1;
    
    let head = new ListNode(0, null);
    let cur = head;
    while (list1 && list2) {
        let val;
        if (list1.val < list2.val) {
            val = list1.val;
            list1 = list1.next;
        } else {
            val = list2.val;
            list2 = list2.next;
        }
        let node = new ListNode(val, null);
        cur.next = node;
        cur = node;
    }
    
    cur.next = list1 || list2;
    
    return head.next;
};

 为了正确地创建 ListNode 的实例,应该使用 new ListNode(val, null)而不是ListNode(val,null)这是因为创建的是节点的实例而不是单纯的调用函数。这里的ListNode是构造函数。

怎么区分普通函数和构造函数?

  • 看大小写:一般构造函数函数名的首字母会大写,普通函数是小写。
  • 函数中的this指向不同:普通函数的this在严格模式下指向undefined,非严格模式指向window对象。构造函数的this指向它创建的对象实例。

    构造函数的执行流程

    •     立即创建一个新的对象
    •     将新建的对象设置给函数中的this,在构造函数中可使用this来引用新建的对象
    •     逐行执行函数中的代码
    •     将新建的对象作为返回值返回

237. 删除链表中的节点——改变元素指向

有一个单链表的 head,我们想删除它其中的一个节点 node。

给你一个需要删除的节点 node 。你将 无法访问 第一个节点  head。

链表的所有值都是 唯一的,并且保证给定的节点 node 不是链表中的最后一个节点。

删除给定的节点。注意,删除节点并不是指从内存中删除它。这里的意思是:

  • 给定节点的值不应该存在于链表中。
  • 链表中的节点数应该减少 1。
  • node 前面的所有值顺序相同。
  • node 后面的所有值顺序相同。

    思路:不删除当前node节点,又没有上一个元素的信息,不能更改上一个元素指向node.next。从node出发,让node变成node.next,跳过node.next这个节点。我变成了他,同时,让他消失。。

    /**
     * Definition for singly-linked list.
     * function ListNode(val) {
     *     this.val = val;
     *     this.next = null;
     * }
     */
    /**
     * @param {ListNode} node
     * @return {void} Do not return anything, modify node in-place instead.
     */
    var deleteNode = function(node) {
        node.val = node.next.val;
        node.next = node.next.next;
    };

     node.val = node.next.val让node替换成node.next元素

    node.next = node.next.next 干掉node.next

    node替代node.next结束

    83. 删除排序链表中的重复元素

    给定一个已排序的链表的头 head , 删除所有重复的元素,使每个元素只出现一次 。返回 已排序的链表 。

    /**
     * Definition for singly-linked list.
     * function ListNode(val, next) {
     *     this.val = (val===undefined ? 0 : val)
     *     this.next = (next===undefined ? null : next)
     * }
     */
    /**
     * @param {ListNode} head
     * @return {ListNode}
     */
    var deleteDuplicates = function (head) {
        if (!head) return head;
        let cur = head;
        while (cur.next) {
            if (cur.val === cur.next.val) {
                cur.next = cur.next.next;
            } else {
                cur = cur.next;
            }
        }
        return head;
    };

     思路:比较简单的链表删除,题目已经保证是排序好的链表,只用考虑相邻元素重复的情况。当前元素和下一个元素重复的话,将当前元素的next指向,下下一个元素。跳过重复的。

    如果没有重复,指针往后移动一个。注意需要返回排序后的数组,所以头指针的指向不能变,最后返回head指针。过程用cur指针替代head进行向后移动。

     141. 环形链表——快慢指针

    如果链表中存在环,快指针和慢指针最终会在环中相遇;如果链表中不存在环,快指针会先到达链表尾部。

    给你一个链表的头节点 head ,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。 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)。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。

    如果链表中存在环 ,则返回 true 。 否则,返回 false 。

    使用快慢指针的技巧来检测链表中是否存在环。具体来说,定义了两个指针 f 和 s,初始时都指向链表的头部。然后,使用一个循环来遍历链表,其中快指针 f 每次移动两步,慢指针 s 每次移动一步。如果链表中存在环,快指针 f 会在某个时刻追上慢指针 s,此时就可以判断链表中存在环,返回 true;如果快指针 f 到达链表尾部(即 f 或 f.next 为 null),则说明链表中不存在环,返回 false。

    这种算法的时间复杂度为 O(n),其中 n 是链表的长度。

    /**
     * Definition for singly-linked list.
     * function ListNode(val) {
     *     this.val = val;
     *     this.next = null;
     * }
     */
    /**
     * @param {ListNode} head
     * @return {boolean}
     */
    var hasCycle = function (head) {
        let f = head, s = head;
        while (f != null && f.next != null) {
            s = s.next;
            f = f.next.next;
            if (s == f) return true;
        }
        return false;
    };

     使用双等号 == 运算符来比较两个对象并不会直接比较它们的内容,而是比较它们的引用。

    s==f则快指针和慢指针指向了同一个对象

     160. 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。如果两个链表不存在相交节点,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 。

    这道题,如果不看题解,第一次做肯定没有思路

    首先比较的不是节点的值相等,而是指向同一个节点。

    其次,一般会考虑n^2时间复杂度,穷举A,对A的每项在穷举B

    其实只要找到A、B的起始位,让A和B可以同步向后 移动。

    例如,上图中,如果B一开始指向b2,那么比较b2和a1,不相等,均向后移动一位,比较a2和b3是否相等。不等,在往后移动,比较c1和c1是否相等,相等则返回A或B当前指向的节点

     要找出两个单链表相交的起始节点,可以使用双指针法。具体步骤如下:

    1. 分别遍历两个链表,计算它们的长度。
    2. 计算两个链表的长度差,然后让较长的链表的指针先移动长度差个节点,使得两个链表剩余的长度相等。
    3. 同时遍历两个链表,比较节点是否相同,找到相交的起始节点。
    /**
     * Definition for singly-linked list.
     * function ListNode(val) {
     *     this.val = val;
     *     this.next = null;
     * }
     */
    /**
     * @param {ListNode} headA
     * @param {ListNode} headB
     * @return {ListNode}
     */
    var getIntersectionNode = function (headA, headB) {
        let curA = headA;
        let curB = headB;
        let lengthA = getLength(curA);
        let lengthB = getLength(curB);
        if (lengthB > lengthA) {
            let step = lengthB - lengthA;
            while (step--) {
                curB = curB.next;
            }
        } else if (lengthB < lengthA) {
            let step = lengthA - lengthB;
            while (step--) {
                curA = curA.next;
            }
        }
        while (curA) {
            if (curA == curB) {
                return curA;
            } else {
                curA = curA.next;
                curB = curB.next;
            }
        }
        return null;
    };
    function getLength(head) {
        let length = 0;
        let current = head;
        while (current) {
            length++;
            current = current.next;
        }
        return length;
    }

     注意在计算链表长度时不要破坏传入的head指针指向,要创建新的变量指向head指针。

    拿到lengthA和lengthB后可以判断哪个更长,移动长的链表的cur指针。

    A和B的cur指针同步移动时无论判断while(curA)还是while(curB)都可以,因为剩余要比较的链表长度相等呀,比较次数也相等

    当A和B的cur指向一样,同理,返回curA或curB都行,结束判断

     203. 移除链表元素

    给你一个链表的头节点 head 和一个整数 val ,请你删除链表中所有满足 Node.val == val 的节点,并返回 新的头节点 。

    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:[] 

    思路:这道题诈看很简单,用指针遍历,当前元素和val相等时,用下一个元素替换当前元素。这种方法在最后一个元素时会失效,因为无法杀死最后一个元素了,最后一个元素和它前一个连接无法断开。

    那如果在头节点之前新增一个节点呢,用cur的next节点参与比较。当遇到最后一个元素时,其实是示例中的5.next ===6,让5.next=null即可,杀死了最后一个元素6

    /**
     * Definition for singly-linked list.
     * function ListNode(val, next) {
     *     this.val = (val===undefined ? 0 : val)
     *     this.next = (next===undefined ? null : next)
     * }
     */
    /**
     * @param {ListNode} head
     * @param {number} val
     * @return {ListNode}
     */
    var removeElements = function (head, val) {
        let newNode = new ListNode(0, head);
        let cur = newNode;
        while (cur) {
            if (cur.next && cur.next.val === val) {
                cur.next = cur.next.next;
            } else {
                cur = cur.next;
            }
        }
        return newNode.next;
    };

     这里用newNode指向新创建的链表,最后返回的是newNode.next,因为头加入了一个无用的节点。

    用next节点参与比较,当前元素改变它的next指向即可

     876. 链表的中间结点

    给你单链表的头结点 head ,请你找出并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。

    方法一:首先遍历一遍单链表,记录链表的长度len,计算中间节点的位置。 用空间换时间:

    /**
     * Definition for singly-linked list.
     * function ListNode(val, next) {
     *     this.val = (val===undefined ? 0 : val)
     *     this.next = (next===undefined ? null : next)
     * }
     */
    /**
     * @param {ListNode} head
     * @return {ListNode}
     */
    var middleNode = function (head) {
        let cur = head;
        let setp = Math.floor(getLength(head) / 2);
        while (setp--) {
            cur = cur.next;
        }
        return cur;
    };
    function getLength(head) {
        let cur = head;
        let length = 0;
        while (cur) {
            length++;
            cur = cur.next;
        }
        return length;
    }

     当我用这种方法写完,时间复杂度n+n/2感觉没那么简单,一看评论区,果然大神就是多,双指针,时间复杂度为n,一趟排序就找到中间位置了。

    方法二:利用快慢指针,快指针每次走两步,慢指针每次走一步,所以快指针走的距离为慢指针的两倍,故当快指针遍历到链表末尾时,慢指针指向记为中间节点 

    /**
     * Definition for singly-linked list.
     * function ListNode(val, next) {
     *     this.val = (val===undefined ? 0 : val)
     *     this.next = (next===undefined ? null : next)
     * }
     */
    /**
     * @param {ListNode} head
     * @return {ListNode}
     */
    var middleNode = function (head) {
        let f = head;
        let s = head;
        while (f && f.next) {
            f = f.next.next;
            s = s.next;
        }
        return s;
    };
    

     简直了,只要思想简单,代码就简单。这里判断f.next.next最后一步是等于null所以f.next不能为null,f也不能为null。

     1290. 二进制链表转整数

    给你一个单链表的引用结点 head。链表中每个结点的值不是 0 就是 1。已知此链表是一个整数数字的二进制表示形式。

    请你返回该链表所表示数字的 十进制值 。

     思路:我原称这是一道数学题

    让2进制转10进制,头节点是2进制的高位,尾节点是2进制的低位,一般可以将链表翻转,从低位开始用x*2的length次方逐步求和。但是也可以从高位到低位逐步求和。怎么从高位到低位呢

    示例:1011 =11

    第一个元素 1=result

    到第二个元素,知道长度为2 将上一个结果*2+当前元素0=2=result

    到第三个元素,知道长度为3,前两个都少个2,由于2是公共乘数,可以将2提出来,2*result+1=5=result

    到第四个元素,知道长度为4,同理2*result+1=11=result

    结束,每个缺失的2都补上了

    /**
     * Definition for singly-linked list.
     * function ListNode(val, next) {
     *     this.val = (val===undefined ? 0 : val)
     *     this.next = (next===undefined ? null : next)
     * }
     */
    /**
     * @param {ListNode} head
     * @return {number}
     */
    var getDecimalValue = function (head) {
        let result = 0;
        let cur = head;
        while (cur) {
            result =( result << 1) + cur.val;
            cur = cur.next;
        }
        return result;
    };

     result<<1可以用result*2表示。

    这里要将位运算用括号包裹起来,在 JavaScript 中,位运算符(如左移运算符 <<)的优先级比加法运算符低。因此,如果在一个表达式中同时使用位运算符和加法运算符,为了确保运算顺序正确,建议使用括号来明确指定运算的顺序。