[数据结构与算法]代码随想录训练营day3

题目一：移除链表元素

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题目描述：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?。

思路分析： 将所删除节点的前一个节点的指向它的下一个节点，即可完成删除操作，视频指路

解法一：

/**
 * 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; }
 * }
 */

/**
 * 不添加虚拟头节点方式
 */
class Solution {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
       while (head != null && head.val == val) {
           head = head.next;
       }

       if (head == null) {
           return head;
       }

       ListNode cur = head;
       while (cur != null && cur.next != null) {
           if (cur.next.val == val) {
               cur.next = cur.next.next;
           } else {
               cur = cur.next;
           }
       }
       return head;
    }
}

解法二：（推荐使用）

/**
 * 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; }
 * }
 */

/**
 * 添加虚拟头节点方式
 */
class Solution {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
        if (head == null) {
           return head;
       }

        ListNode dummy = new ListNode(-1, head);
        ListNode pre = dummy;
        ListNode cur = head;

        while (cur != null) {
            if (cur.val == val) {
                pre.next = cur.next;
            } else {
                pre = cur;
            }
            cur = cur.next; // 让cur继续往下遍历
        }
        return dummy.next;
    }
}

?题目二：设计链表

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题目描述：设计链表的实现。您可以选择使用单链表或双链表。单链表中的节点应该具有两个属性：val?和?next。val?是当前节点的值，next?是指向下一个节点的指针/引用。如果要使用双向链表，则还需要一个属性?prev?以指示链表中的上一个节点。假设链表中的所有节点都是 0-index 的。

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。

思路分析：链表的五个基本操作，没啥说的，建议直接看视频，官方题解也很不错。

// 单链表
class MyLinkedList {
    int size;
    ListNode head;

    // 初始化链表
    public MyLinkedList() {
        //size存储链表元素的个数
        size = 0;
        // 这里定义的头结点 是一个虚拟头结点，而不是真正的链表头结点
        head = new ListNode(0);
    }

    // 获取第index个节点的数值
    public int get(int index) {
        // 判断index的合法性
        if (index < 0 || index >= size) {
            return -1;
        }
        ListNode cur = head;
        for (int i = 0; i <= index; i++) {
            cur = cur.next;
        }
        return cur.val;
    }

    // 在链表最前面插入一个节点:addAtIndex(0, val);
    public void addAtHead(int val) {
        ListNode newNode = new ListNode(val);
        newNode.next = head.next; // 先让新节点指向头结点
        head.next = newNode; // 再让虚拟头结点指向新节点 
        size++;
    }

    // 在链表的最后插入一个节点:addAtIndex(size, val);
    public void addAtTail(int val) {
        ListNode newNode = new ListNode(val);
        ListNode cur = head;
        while (cur.next != null) { // 直到找到尾部节点
            cur = cur.next;
        }
        cur.next = newNode;
        size++;
    }

    // 在第 index 个节点之前插入一个新节点，例如index为0，那么新插入的节点为链表的新头节点。
    // 如果 index 等于链表的长度，则说明是新插入的节点为链表的尾结点
    // 如果 index 大于链表的长度，则返回空
    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if (index > size) {
            return;
        }
        index = Math.max(0, index);
        size++;
        ListNode pred = head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pred = pred.next;
        }
        ListNode toAdd = new ListNode(val);
        toAdd.next = pred.next;
        pred.next = toAdd;
    }

    // 删除第index个节点，如果index 大于等于链表的长度，直接return，注意index是从0开始的
    public void deleteAtIndex(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            return;
        }
        size--;
        ListNode pred = head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pred = pred.next;
        }
        pred.next = pred.next.next;
    }
}

class ListNode {
    int val;
    ListNode next;

    public ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}

?题目三：翻转链表

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题目描述：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。

思路分析：定义一个cur指针和一个值为null的pre指针，再把cur.next保存到temp指针，即可进行翻转操作，视频指路

/**
 * 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 reverseList(ListNode head) {
       ListNode cur = head;
       ListNode pre = null;
       while (cur != null) {
           ListNode temp = cur.next; // 保存下一个节点
           cur.next = pre;
           // 更新pre 和 cur指针，注意要先更新pre
           pre = cur;
           cur = temp;
       }
       return pre;
    }
}

总结：

? ? ? ? 题目一比较简单，但使用虚拟头结点是一个很棒的思路。

? ? ? ? 题目二初次接触没能完全理解，但carl哥的视频中，每个操作都讲的很清楚。双链表的解法还没接触，之后有时间再补。

? ? ? ? 题目三利用双指针解题，思路简单，但也有很多细节需要注意，具体可以看题三的视频指路。递归解法还没看，以后补上。