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链表的面试题1

 

目录

第一种:递归

 第二种方法就是:双指针

第三种方法:迭代

第四种:虚假哨兵位

我们来看最后一种方法:压栈


https://leetcode.cn/problems/remove-linked-list-elements/description/

这道题的话我们看到需要删除节点,那很自然就能想到这其中一定要用到遍历的想法。但是链表这个数据结构有一个很明显的特点,就是递归性。这里借用一下大佬的图(免责说明)

第一种:递归

递归递归,不就是先递推,再回归吗?那干脆先像图里说的一样写,那就是这样

struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val){ if (NULL == head) {return head;}     /* 删除头节点后所有值为 val 的节点 */struct ListNode* res = removeElements(head->next, val);/* 头节点是待删除的节点 */if (head->val == val) {return res;/* 头节点不是待删除的节点,头节点后面挂接已处理的链表(更短的) */} else {head->next = res;return head;}

我们在化简,用上while和三元条件运算符,那就是这样:

struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val){ if (NULL == head) {return head;}     head->next = removeElements(head->next, val);return head->val == val ? head->next : head;
}

 第二种方法就是:双指针

我们什么时候会用到双指针最多呢?是不是循环队列?那我们那时候是为了解决什么问题采用上双指针的呢?

我们是不是为了解决,进队列和出队列的问题的优化我们的时间复杂度才用双指针的?具体就可以看一下栈的应用,为什么只用一个栈顶指针?因为人家只有一个出入口,所以一个保安就够了啊。这样说就很容易理解了。

思路:设置两个均指向头节点的指针,pre(记录待删除节点的前一节点)和 cur (记录当前节点);

遍历整个链表,查找节点值为 val 的节点,找到即删除该节点,否则继续查找。

2.1 找到,将当前节点的前一节点(之前最近一个值不等于 val 的节点(pre))连接到当前节点(cur)的下一个节点(即将 pre 的下一节点指向 cur 的下一节点:pre->next = cur->next)。

2.2 没找到,更新最近一个值不等于 val 的节点(即 pre = cur),并继续遍历(cur = cur->next)。

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

第三种方法:迭代

首先我觉得很有必要和大家再来看一下迭代和递归的区别:递推是调用自身递推回归,而迭代很像我们初学while循环的时候的循环图,也就是说,如果我现在给你一个a=0,如果小于10,那就得迭代a++这句句子好多次才可以达到跳出循环。

好,那么我们看回这道题。

删除链表中给定值的节点,一般的步骤是:

遍历链表,找到所有值为 val 的节点;

将值为 val 的节点的上一个节点直接指向该节点的下一个节点(pre->next = pre->next->next)。

等于我们重复的是什么工作?是判断,然后连接,本质上和递归没有什么区别。

在这里放一下代码,接下去还有两种非常巧妙的方法,讲究一个知识的串通。

struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val){while (NULL != head && head->val == val) {head = head->next;}if (NULL == head) {return head;}struct ListNode* pre = head;while (pre->next != NULL) {/* 找到值为 val 的节点,并将其删除 */if (pre->next->val == val) {pre->next = pre->next->next;   } else {/* 没找到,则继续遍历查找 */pre = pre->next;}}return head;
}

第四种:虚假哨兵位

前三种方法均需要判断头节点是否为待删除的节点,且处理头节点的代码逻辑与其它节点特别相似,有没有方法使得代码更优美并且能避免对头节点的判断呢?

答案是有的。可以通过在头节点前增加虚拟头节点,这样头节点就成了普通节点,不需要单独拎出来考虑,但是在返回的时候,返回的是虚拟头节点的下一节点而不是虚拟头节点。

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

对于这种独辟蹊径的方法,我们重点不应该是想我怎么没有想到这种方法。更应该思考的是,为什么会想到这种方法,这种方法有什么优缺点。那我们就来讨论。

用上这个哨兵位的节点可以避免对头节点的格外讨论,而且所需要开辟的空间只是一个节点的空间,就是O(1),时间复杂度是O(n),效率是极高的。但是需要注意的一点是什么?如果最后哨兵位头节点不释放,那就会造成我们之前所说的内存泄露。而你用迭代和递归则是要把头节点单独讨论,并且还要开辟空间。

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

我们来看最后一种方法:压栈

本题还可以采用栈去做。

将值不等于 val 的节点依次压入栈中;

将压入栈的节点重新连接,栈底的节点作为新的头节点返回。

class Solution {public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {Stack<ListNode> stack = new Stack<ListNode>();while (null != head) {if (head.val != val) {stack.push(head);}head = head.next;}while (!stack.isEmpty()) {stack.peek().next = head;head = stack.pop();}return head;}
}

为什么要压栈?因为迭代压栈的效率比递归高,没有函数调用的开销。当然我们在这里如果严谨一点说的话,显式栈结构还是比较复杂的,空间复杂度是O(n)。除此之外,需要手动维护栈结构,代码比递归实现更复杂。

好了,以上就是主流的五种方法了,希望对你有所收获。

如果你觉得对你有帮助,可以点赞关注加收藏,感谢您的阅读,我们下一篇文章再见。

一步步来,总会学会的,首先要懂思路,才能有东西写。

http://www.xdnf.cn/news/283213.html

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