文章目录
- 链表理论知识
- 定义链表
- 删除链表
- Leetcode203 移除链表元素
- 代码实现
- Leetcode707 设计链表
- 代码实现
- 复杂度分析
- 错误点
- Leetcode206 反转链表
- 新建链表
- 双指针法
链表理论知识
链接: https://programmercarl.com/%E9%93%BE%E8%A1%A8%E7%90%86%E8%AE%BA%E5%9F%BA%E7%A1%80.html#%E9%93%BE%E8%A1%A8%E7%9A%84%E7%B1%BB%E5%9E%8B
定义链表
// 单链表的节点定义
struct ListNode {int data; // 节点上存储的元素ListNode *next; // 指向下一个节点的指针ListNode(int val) : data(val), next(nullptr) {} // 节点的构造函数
};// 双链表的节点定义
struct DoublyLinkedListNode {int data;DoublyLinkedListNode * prev;DoublyLinkedListNode * next;DoublyLinkedListNode(int val): data(val), prev(nullptr), next(nullptr) {}
};// 新建一个节点
ListNode* head = new ListNode(5);
删除链表
需手动释放这个D节点,释放这块内存
链表的增添和删除都是O(1)操作,也不会影响到其他节点. 如果删除最后一个节点,需要从头节点查找到第四个节点通过next指针进行删除操作,查找的时间复杂度是O(n)
// 删除头节点
ListNode * tmp = head;
head = head->next;
delete tmp;
Leetcode203 移除链表元素
链接: https://leetcode.cn/problems/remove-linked-list-elements/description/
代码实现
ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {// 循环删除满足要求的头节点while (head != nullptr && head->val == val) {ListNode * tmp = head;head = head->next;delete tmp;}ListNode* current_node = head;// 该循环内已经包含了最后一个节点需要删除的情况while (current_node != nullptr && current_node->next != nullptr) {if (current_node->next->val == val) {ListNode* tmp = current_node->next;current_node->next = current_node->next->next;delete tmp;} else {current_node = current_node->next;}}return head;
}
Leetcode707 设计链表
链接: https://leetcode.cn/problems/design-linked-list/description/
代码实现
class MyLinkedList {
public:struct ListNode {int val;ListNode * next;ListNode(int data): val(data), next(nullptr) {}};MyLinkedList() {}int get(int index) {if (index >= size_ || index < 0) {return -1;}ListNode* current_node = head_;while (index-- > 0) {current_node = current_node->next;}return current_node->val;}void addAtHead(int val) {ListNode * new_node = new ListNode(val);new_node->next = head_;head_ = new_node;size_++;}void addAtTail(int val) {ListNode * current_node = head_;if (current_node == nullptr) {addAtHead(val);return;}while (current_node->next != nullptr) {current_node = current_node->next;}ListNode * new_node = new ListNode(val);current_node->next = new_node;size_++;}void addAtIndex(int index, int val) {if (index > size_ || index < 0) {return;}if (head_ == nullptr || index == 0) {addAtHead(val);return;}ListNode * current_node = head_;while (--index > 0) {current_node = current_node->next;}ListNode * new_node = new ListNode(val);new_node->next = current_node->next;current_node->next = new_node;size_++;}void deleteAtIndex(int index) {if (index < 0 || index >= size_) {return;}if (index == 0) {ListNode * tmp = head_;head_ = head_->next;delete tmp;} else {ListNode * current_node = head_;while (--index > 0) {current_node = current_node->next;}ListNode * tmp = current_node->next;current_node->next = current_node->next->next;delete tmp;}size_--;}// 打印链表void printList() const {ListNode* temp = head_;while (temp != nullptr) {std::cout << temp->val << " <-> ";temp = temp->next;}std::cout << "nullptr" << std::endl;}private:ListNode * head_{nullptr};int size_{0};
};/*** Your MyLinkedList object will be instantiated and called as such:* MyLinkedList* obj = new MyLinkedList();* int param_1 = obj->get(index);* obj->addAtHead(val);* obj->addAtTail(val);* obj->addAtIndex(index,val);* obj->deleteAtIndex(index);*/
复杂度分析
时间复杂度:初始化消耗 O(1),get 消耗 O(index),addAtHead 消耗 O(1),addAtTail 消耗 O(n),其中 n 为链表当前长度,即 addAtHead,addAtTail 和 addAtIndex 已调用次数之和,addAtIndex 消耗 O(index)。
空间复杂度:所有函数的单次调用空间复杂度均为 O(1),总体空间复杂度为 O(n),其中 n 为 addAtHead,addAtTail 和 addAtIndex 调用次数之和。
错误点
- 在调用addAtIndex函数时, 多次向头部插入时出错, 除判断
head_ == nullptr
外还需要判断index == 0
- 插入和删除的while循环条件和get中的条件不同
Leetcode206 反转链表
链接: https://leetcode.cn/problems/reverse-linked-list/description/
代码随想录解析: https://programmercarl.com/0206.%E7%BF%BB%E8%BD%AC%E9%93%BE%E8%A1%A8.html#%E6%80%9D%E8%B7%AF
时间复杂度: O(N)
空间复杂度: O(1)
新建链表
会造成内存浪费
双指针法
需特别注意, 在初始化prev和cur指针后, 需将prev->next更新为nullptr, 避免循环嵌套
ListNode* reverseList(ListNode* head) {if (head == nullptr || head->next == nullptr) {return head;}ListNode * prev = head;ListNode * cur = head->next;prev->next = nullptr;while (cur != nullptr) {ListNode * tmp = cur->next;cur->next = prev;prev = cur;cur = tmp;}return prev;
}