代码随想录算法训练营第四天 | 链表理论基础、4. 两两交换链表中的节点、19.删除链表的倒数第N个节点、面试题 02.07. 链表相交、142.环形链表II

打卡第四天，因为科三前几天没有带电脑，现在重新补一下第四天的卡

今日任务

24. 两两交换链表中的节点
19.删除链表的倒数第N个节点
面试题 02.07. 链表相交
142.环形链表II

24. 两两交换链表中的节点

给你一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题（即，只能进行节点交换）。

示例 1:
输入：head = [1,2,3,4]
输出：[2,1,4,3]

示例 2:
输入：head = []
输出：[]

示例 3:
输入：head = [1]
输出：[1]

解题

class Solution {
public:
    ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
        ListNode* newHead = new ListNode(0);
        newHead->next = head;
        ListNode *cur = newHead;
        while(cur->next != NULL && cur->next->next != NULL) {
            ListNode *temp = cur->next;
            ListNode * temp1 = cur->next->next->next;
            cur->next = cur->next->next;
            cur->next->next = temp;
            cur->next->next->next = temp1;
            cur = cur->next->next;
        }
        return newHead->next;
    }
};

在这里插入图片描述

19.删除链表的倒数第N个节点

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 1:
输入：head = [1,2,3,4,5], n = 2
输出：[1,2,3,5]

示例 2:
输入：head = [1], n = 1
输出：[]

解题

class Solution {
public:
    ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
        ListNode *newHead = new ListNode(0);
        newHead->next =  head;
        ListNode *fast = newHead, *slow = newHead;
        while(n--) fast = fast->next;
        fast = fast->next;
        while(fast != NULL) {
            slow = slow->next;
            fast = fast->next;
        }
        slow->next = slow->next->next;
        return newHead->next;
    }
};

删除倒数第n个节点，因为链表不能随机访问，所以想要找到第 n 个节点，需要先循环遍历链表，求出节点个数 len，然后再循环遍历链表 len - n - 1 就找到了倒数第 n 个结点的前一个结点，然后就可以删除了。
在这里插入图片描述

但我们可以弄两个指针，fast，low，相隔 n + 1 个结点，两个指针每次都是移动一个单位，当 fast 到达链表尾，slow 指向倒数第 n 个结点的前一个结点，就可以删除第n 的结点了。

面试题 02.07. 链表相交

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。如果两个链表没有交点，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。

示例 1:
输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,0,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3
输出：Intersected at '8'
解释：相交节点的值为 8 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。
从各自的表头开始算起，链表 A 为 [4,1,8,4,5]，链表 B 为 [5,0,1,8,4,5]。
在 A 中，相交节点前有 2 个节点；在 B 中，相交节点前有 3 个节点。

示例 2:
输入：intersectVal = 2, listA = [0,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1
输出：Intersected at '2'
解释：相交节点的值为 2 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。
从各自的表头开始算起，链表 A 为 [0,9,1,2,4]，链表 B 为 [3,2,4]。
在 A 中，相交节点前有 3 个节点；在 B 中，相交节点前有 1 个节点。

示例 3:
输入：intersectVal = 2, listA = [0,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1
输出：Intersected at '2'
解释：相交节点的值为 2 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。
从各自的表头开始算起，链表 A 为 [0,9,1,2,4]，链表 B 为 [3,2,4]。
在 A 中，相交节点前有 3 个节点；在 B 中，相交节点前有 1 个节点。

我的解题

class Solution {
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
        if(!headA || !headB) return nullptr;
        ListNode* pA = headA, *pB = headB;
        while(pA != pB){
            if(pA == nullptr) pA = headB;
            else pA = pA->next;
            if(pB == nullptr) pB = headA;
            else pB = pB->next;
        }
        return pA;
    }
};

之前做过这道题，两个指针同时分别交替遍历两个链表，一个从先遍历 A再遍历 B，另一个反过来，最终同时指向 null，lenA + lenB值不变，所以无论从哪一个链表开始遍历，最终会同时遍历完两链表，同时指向 null。

相交的链表，同理，两指针会同时间指向相交的结点，向 pA 走了11步，pB 也是一样11步就到相交的结点。

题解步骤：
先定义两个指针，一个指向 A 链表的头结点 pA。
在这里插入图片描述
当 pA为空之后，指向 B 链表的头结点 pB；当 pB为空之后，指向 A 链表的头结点 pA
直到两个指针相等，如果指针为空说明链表没有相交，如果指针不为空，说明链表相交。

代码随想录

class Solution {
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
        ListNode *curA = headA, *curB = headB;
        int lenA = 0, lenB = 0;
        while(curA != NULL) {
            lenA++;
            curA = curA->next;
        }
        while(curB != NULL) {
            lenB++;
            curB = curB->next;
        }
        curA = headA;
        curB = headB;
        if(lenA < lenB) {
            swap(lenA, lenB);
            swap(curA, curB);
        }
        int n = lenA - lenB;
        while(n--) {
            curA = curA->next;
        }
        while(curA != NULL && curB != NULL) {
            if(curA == curB) return curA;
            curA = curA->next;
            curB = curB->next;
        }
        return nullptr;
    }
};

让 curA 移动到，和 curB 头对齐的位置，如
在这里插入图片描述

此时我们就可以比较curA和curB是否相同，如果不相同，同时向后移动curA和curB，如果遇到curA == curB，则找到交点。

否则循环退出返回空指针。在这里插入图片描述

142.环形链表II

给定一个链表的头节点 head ，返回链表开始入环的第一个节点。如果链表无环，则返回 null。
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）。如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。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。
不允许修改链表。

示例 1:
输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：返回索引为 1 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

示例 2:
输入：head = [1,2], pos = 0
输出：返回索引为 0 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。

示例 3:
输入：head = [1], pos = -1
输出：返回 null
解释：链表中没有环。

我的解题

看了卡哥题解之后大概懂了。

class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        ListNode *fast = head, *slow = head;
        do{
            if(fast == NULL || fast->next == NULL) return nullptr;
            fast = fast->next->next;
            slow = slow->next;
        } while(fast != slow);
        ListNode *item1 = head, *item2 = fast;
        while(item1 != item2) {
            item1 = item1->next;
            item2 = item2->next;
        }
        return item1;
    }
};