// 单链表
struct ListNode{
int val; // 节点上存储的值
ListNode *next; // 指向下一个节点的指针
ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {} // 链表节点的构造函数
};
C++ 也默认生成了一个构造函数,但这个构造函数不会初始化任何成员变量:
我们自己的构造函数初始化链表节点:ListNode* head = new ListNode(5);
使用默认的构造函数初始化:ListNode* head = new ListNode(); head->val = 5;
之前我们做过一道移除链表元素的题,其难点在于数组连续存储,所以移除元素之后还需要移动其他元素保证连续。但是链表不需要保证连续存储,移除操作与其他元素无关的,其实我们直接遍历整条链表就可以了。
处理过程需要注意的问题:头节点与其他节点不同的处理办法。其他节点都是改变前一个节点的指针指向,但删除头节点的话需要不断向后更新头节点。可以添加一个虚拟节点 dummy 使得头节点的处理一般化。
class Solution{
public:
ListNode* removeElements(ListNode* head, int val){
ListNode* dummy = new ListNode();
dummy->next = head;
ListNode* cur = dummy;
while(cur->next != NULL){ // 用cur->next进行判断,注意删除节点释放内存的操作
if(cur->next->val == val){
ListNode* tmp = cur->next;
cur->next = cur->next->next;
delete tmp;
}
else cur = cur->next;
}
head = dummy->next;
delete dummy;
return head;
}
};
注意C++语法。public 和 private 的前后顺序。维护一个虚拟节点和节点数目会使其他操作更加方便。
class MyLinkedList{
public:
struct ListNode{
int val;
ListNode* next;
ListNode(int val) : val(val), next(NULL) {}
};
MyLinkedList(){
_dummyHead = new ListNode(0);
_size = 0;
}
int get(int index){
if(index < 0 || index > _size - 1) return -1;
ListNode* cur = _dummyHead->next;
while(index--){
cur = cur->next;
}
return cur->val;
}
void addAtHead(int val){
ListNode* node = new ListNode(val);
ListNode* cur = _dummyHead;
node->next = _dummyHead->next;
_dummyHead->next = node;
_size++;
}
void addAtTail(int val){
ListNode* node = new ListNode(val);
ListNode* cur = _dummyHead;
while(cur->next){
cur = cur->next;
}
cur->next = node;
_size++;
}
void addAtIndex(int index, int val){
if(index < 0 || index > _size) return;
ListNode* node = new ListNode(val);
ListNode* cur = _dummyHead;
while(index--){
cur = cur->next;
}
node->next = cur->next;
cur->next = node;
_size++;
}
void deleteAtIndex(int index){
if(index < 0 || index > _size - 1) return;
ListNode* cur = _dummyHead;
while(index--){
cur = cur->next;
}
cur->next = cur->next->next;
_size--;
}
private:
int _size; // 记录链表中的节点数目
ListNode* _dummyHead; // 设计一个虚拟节点,解决头节点的问题
};
链表只能头节点开始遍历,为了避免新建链表,可以选择使用双指针法。一个指针指向前一个节点,一个指针指向当前节点。注意:在遍历过程中会改变 next 指针的指向,所以要使用中间变量来记录下一个节点,再改变当前节点的 next 指针指向。
class Solution{
public:
ListNode* reverseList(ListNode* head){
if(!head) return head;
ListNode* cur = head;
ListNode* pre = NULL;
while(cur){
ListNode* tmp = cur->next; // 记录当前节点的下一个
cur->next = pre; // 翻转当前节点的指向
pre = cur; // 向后遍历
cur = tmp;
}
return pre;
}
};
递归法,上面的迭代法可以改写成递归。
class Solution{
public:
ListNode* reverse(ListNode* pre, ListNode* cur){
if(!cur) return pre;
ListNode* tmp = cur->next;
cur->next = pre;
return reverse(cur, tmp);
}
ListNode* reverseList(ListNode* head){
return reverse(NULL, head);
}
};
还有另一种比较难以想到的方法,是从后往前翻转。
class Solution{
public:
ListNode* reverseList(ListNode* head){
if(head == NULL) return head;
if(head->next == NULL) return head;
ListNode* last = reverseList(head->next); // 把原链表末尾的节点返回(翻转后的头节点)
head->next->next = head; // 将head节点移到队列尾部,注意这一步没有改变原链表中指向head的指针,使得每层递归都能将当前head移动到队尾
head->next = NULL; // head移到队尾,指向空节点
return last;
}
};