C语言实题讲解快速掌握单链表上

目录

• 1、移除链表元素
• 2、反转链表
• 3、链表的中间节点
• 4、链表中倒数第k个节点
• 5、合并两个有序链表
• 6、链表分割

1、移除链表元素

链接直达：

移除链表元素

题目：

思路：

此题要综合考虑多种情况，常规情况就如同示例1，有多个节点，并且val不连续，但是非常规呢？当val连续呢？当头部就是val呢？所以要分类讨论

常规情况：

需要定义两个指针prev和cur，cur指向第一个数据，prev指向cur的前一个。依次遍历cur指向的数据是否为val，若是，则把prev的下一个节点指向cur的下一个节点上，cur=cur->next，prev跟着cur一起走，直到cur走到NULL

连续val：

当我们仔细观察下，不难发现，在常规情况下是可以解决连续val的，但是头部val就不可了

头部val：

此时除了刚才定义的两个指针prev和cur外，还要有个head指向头部，当头部是val时，将cur指向下一个位置，head跟着一起动，直到cur指向的数据不为val时，将head赋给prev。此时剩余的就按常规处理即可。

代码如下：

struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val){
    struct ListNode*cur=head;
    struct ListNode*prev=NULL;
    while(cur)
    {
        if(cur->val!=val)
        {
            prev=cur;
            cur=cur->next;
        }
        else
        {
            struct ListNode*next=cur->next;
            if(prev==NULL)
            {
                free(cur);
                cur=next;
                head=next;
            }
            else
            {
                prev->next=cur->next;
                free(cur);
                cur=prev->next;
            }
        }
    }
    return head;
}

2、反转链表

链接直达：

反转链表

题目：

思路：

法一：三指针翻转方向

定义三个指针n1，n2，n3分别用来指向NULL，第一个数据，第二个数据。让n2的next指向n1，把n2赋给n1，再把n3赋给n2，再执行n3=n3->next的操作，接下来重复上述操作，直到n2指向空即可。但是要注意，要先判断该链表是否为NULL，如果是，则返回NULL，此外，还要保证当n3为空时就不要动了，直接把n3赋给n2即可。

代码如下：

struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head){
    if(head==NULL)
    {
        return NULL;
    }
    struct ListNode*n1=NULL;
    struct ListNode*n2=head;
    struct ListNode*n3=n2->next;
    while(n2)
    {
        n2->next=n1;
        n1=n2;
        n2=n3;
        if(n3)
        {
            n3=n3->next;
        }
    }
    return n1;
}

法二：头插

此法就需要再创建一个链表了，创建一个新的头部newhead指向NULL，再定义一个指针cur指向原链表第一个数据，注意还得定义一个指针next指向cur的下一个节点。遍历原链表，把节点取下来头插到newhead所在的链表。每次更新newhead赋给cur，如图所示：

代码如下：

struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head){
    if(head==NULL)
    {
        return NULL;
    }
    struct ListNode*cur=head;
    struct ListNode*next=cur->next;
    struct ListNode*newhead=NULL;
    while(cur)
    {
        cur->next=newhead;
        newhead=cur;
        cur=next;
        if(next)
        {
            next=next->next;
        }
    }
    return newhead;
}

3、链表的中间节点

链接直达：

链表的中间节点

题目：

思路：

快慢指针

这道题要注意奇偶数，如果为奇数，如示例1，那么中间节点值就是3，反之偶数如示例2，返回第二个中间节点。此题我们定义两个指针slow和fast都指向第一个数据的位置，区别在于让slow一次走1步，fast一次走2步。当fast走到尾指针时，slow就是中间节点

代码如下：

struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head){
    struct ListNode*slow=head;
    struct ListNode*fast=head;
    while(fast&&fast->next)
    {
        slow=slow->next;
        fast=fast->next->next;
    }
    return slow;
}

4、链表中倒数第k个节点

链接直达：

链表中倒数第k个节点

题目：

思路：

快慢指针

定义两个指针slow和fast，让fast先走k步，再让slow和fast同时走，当fast走到尾部时，slow就是倒数第k个，因为这样的话slow和fast的差距始终是k个，当fast走到空时结束。此题同样可以走k-1步，不过当fast走到尾部时结束，也就是fast的下一个节点指向空时结束，都一样。先拿走k步举例，如图所示：

代码如下：

struct ListNode* FindKthToTail(struct ListNode* pListHead, int k ) {
    // write code here
    struct ListNode*fast=pListHead;
    struct ListNode*slow=pListHead;
    while(k--)
    {
        //if判断，防止k大于链表的长度
        if(fast==NULL)
            return NULL;
        fast=fast->next;
    }
    while(fast)
    {
        fast=fast->next;
        slow=slow->next;
    }
    return slow;
}

5、合并两个有序链表

链接直达：

合并两个有序链表

题目：

思路：

法一：归并（取小的尾插）--- 带头节点

假设新链表的头叫head并指向NULL，还需要定义一个指针tail来方便后续的找尾，依次比较list1和list2节点的值，把小的放到新链表head上，并更新tail，再把list1或list2更新一下。当list1和list2两个链表中一个走到空时，直接把剩下的链表所有剩下的元素拷进去即可

代码如下：

struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2){
    //检查list1或list2一开始就为NULL的情况
    if(list1==NULL)
    {
        return list2;
    }
    if(list2==NULL)
    {
        return list1;
    }
    struct ListNode*head=NULL;
    struct ListNode*tail=head;
    while(list1&&list2)
    {
        if(list1->val<list2->val)
        {
            if(tail==NULL)
            {
                head=tail=list1;
            }
            else
            {
                tail->next=list1;
                tail=list1;
            }
            list1=list1->next;
        }
        else
        {
            if(tail==NULL)
            {
                head=tail=list2;
            }
            else
            {
                tail->next=list2;
                tail=list2;
            }
            list2=list2->next;
        }
    }
    //当list1和list2其中一个走到空的情况
    if(list1==NULL)
    {
        tail->next=list2;
    }
    else
    {
        tail->next=list1;
    }
    return head;
}

法二：哨兵位的头节点

解释下带头节点：

比如说同样一个链表存1，2，3。不带头节点只有这三个节点，head指向1。而带头节点的同样存3个值，不过有4个节点，head指向头部这个节点，这个节点不存储有效数据

带头结点有如下好处，不用判断head和tail是否为空了，也不用判断list1和list2是否为空了，会方便不少。和上述思路一样，取小的下来尾插，直接链接到tail后面即可。但是要注意返回的时候要返回head的next，因为题目给的链表是不带头的，而head本身指向的就是那个头，所以要返回下一个。

代码如下：

struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2) {
    struct ListNode* head = NULL, * tail = NULL;
    head = tail = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
    head->next = NULL;
    while (list1 && list2)
    {
        if (list1->val < list2->val)
        {
            tail->next = list1;
            tail = list1;
            list1 = list1->next;
        }
        else
        {
            tail->next = list2;
            tail = list2;
            list2 = list2->next;
        }
    }
    //当list1和list2其中一个走到空的情况
    if (list1 == NULL)
    {
        tail->next = list2;
    }
    else
    {
        tail->next = list1;
    }
    struct ListNode* list = head->next;
    free(head);
    head = NULL
        return list;
}

6、链表分割

链接直达：

链表分割

题目：

思路：

定义两个链表lesshead和greaterhead。遍历原链表，把 < x 的插入到链表1，把 > x 的插入到链表2，最后再把链表1和链表2链接起来。在定义两个尾指针以跟进链表1和2新增元素

代码如下：

class Partition {
public:
    ListNode* partition(ListNode* pHead, int x) {
        // write code here
        struct ListNode* lessHead, * lessTail, * greaterHead, * greaterTail;
        lessHead = lessTail = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
        greaterHead = greaterTail = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
        lessTail->next = greaterTail->next = NULL;
        struct ListNode* cur = pHead;
        while (cur)
        {
            if (cur->val < x)
            {
                lessTail->next = cur;
                lessTail = lessTail->next;
            }
            else
            {
                greaterTail->next = cur;
                greaterTail = greaterTail->next;
            }
            cur = cur->next;
        }
        //合并
        lessTail->next = greaterHead->next;
        greaterTail->next = NULL;
        struct ListNode* list = lessHead->next;
        free(lessHead);
        free(greaterHead);
        return list;
    }
};

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