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          前端算法系統(tǒng)練習(xí): 鏈表篇完結(jié)

          共 7049字,需瀏覽 15分鐘

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          2020-12-20 23:52

          在練習(xí)之前,首先闡明一下我的觀點(diǎn),以免大家對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法或者這個(gè)系列產(chǎn)生更多的誤解。

          我想各位當(dāng)中肯定有準(zhǔn)備面試的同學(xué),那么你肯定聽說過面試造火箭,工作擰螺絲, 不少人也拿這句話拿來詬病當(dāng)前一些互聯(lián)網(wǎng)大廠的算法面試,因此就有這樣的言論: 除了應(yīng)付面試,學(xué)算法其實(shí)沒啥用。

          這句話我并不完全反對,因?yàn)楝F(xiàn)在隨著技術(shù)生態(tài)的發(fā)展,各位走在領(lǐng)域前沿的大牛們已經(jīng)給大家備足了輪子,遇到一般的業(yè)務(wù)問題直接把人家的方案拿到用就可以了,另外我也看到過一句話,剛開始覺得扯淡,后來想想覺得有那么一絲道理:

          凡是需要跨過一定智商門檻才能掌握的技術(shù),都不會(huì)輕易的流行。

          換句話說:技術(shù)變得更簡單,別人更愿意用,更容易流行。

          這也是當(dāng)前各種技術(shù)框架的真實(shí)寫照: 足夠好用,足夠簡單,簡單到你不需要知道底層復(fù)雜的細(xì)節(jié)。

          那么問題來了,作為一個(gè)集智慧和才華于一身的程序員,自己的價(jià)值在哪里?

          我覺得價(jià)值的大小取決于你能夠解決的問題,如果說照著設(shè)計(jì)稿畫出一個(gè)簡單的 Button,你能完成,別的前端也能完成,甚至后后端的同學(xué)都能把效果差不多做出來,那這個(gè)時(shí)候就談何個(gè)人價(jià)值?只不過在一個(gè)隨時(shí)可替代的崗位上完成了大多數(shù)人能輕易做到的事情,張三來完成,或者李四來完成,其實(shí)沒什么區(qū)別。

          但是現(xiàn)在如果面對的是一個(gè)復(fù)雜的工程問題,需要你來開發(fā)一個(gè)輔助業(yè)務(wù)的腳手架工具,改造框架源碼來提高項(xiàng)目的擴(kuò)展性,或者面對嚴(yán)重的性能問題能馬上分析出原因,然后給出解決的思路并在不同因素中平衡,這些都不是一個(gè)業(yè)余的玩家能夠在短時(shí)間內(nèi)勝任的,這就是體現(xiàn)自己價(jià)值的地方。

          回到算法本身,它代表的是你解決更加復(fù)雜問題能力的一部分。所以從長期來看,對我們的發(fā)展是有潛移默化的幫助的。我們接下來進(jìn)入到鏈表的部分。主要分為下面這幾個(gè)主題:

          反轉(zhuǎn)鏈表

          反轉(zhuǎn)鏈表這里一共有三個(gè)題目供大家訓(xùn)練。分別是原地單鏈表的反轉(zhuǎn)兩個(gè)一組反轉(zhuǎn)鏈表K個(gè)一組反轉(zhuǎn)鏈表,難度由階梯式上升。

          而在面試當(dāng)中凡是遇到鏈表,反轉(zhuǎn)類的題目出現(xiàn)的頻率也是數(shù)一數(shù)二的,因此把它當(dāng)做鏈表開篇的訓(xùn)練類型,希望大家能引起足夠的重視?。

          No.1 簡單的反轉(zhuǎn)鏈表

          反轉(zhuǎn)一個(gè)單鏈表。

          示例:

          輸入:?1->2->3->4->5->NULL
          輸出:?5->4->3->2->1->NULL

          來源: LeetCode 第 206 題

          循環(huán)解決方案

          這道題是鏈表中的經(jīng)典題目,充分體現(xiàn)鏈表這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作思路簡單, 但是實(shí)現(xiàn)上并沒有那么簡單的特點(diǎn)。

          那在實(shí)現(xiàn)上應(yīng)該注意一些什么問題呢?

          保存后續(xù)節(jié)點(diǎn)。作為新手來說,很容易將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的 next指針直接指向前一個(gè)節(jié)點(diǎn),但其實(shí)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針也就丟失了。因此,需要在遍歷的過程當(dāng)中,先將下一個(gè)節(jié)點(diǎn)保存,然后再操作next指向。

          鏈表結(jié)構(gòu)聲定義如下:

          function?ListNode(val)?{
          ??this.val?=?val;
          ??this.next?=?null;
          }

          實(shí)現(xiàn)如下:

          /**
          ?*?@param?{ListNode}?head
          ?*?@return?{ListNode}
          ?*/

          let?reverseList?=??(head)?=>?{
          ????if?(!head)
          ????????return?null;
          ????let?pre?=?null,?cur?=?head;
          ????while?(cur)?{
          ????????//?關(guān)鍵:?保存下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的值
          ????????let?next?=?cur.next;
          ????????cur.next?=?pre;
          ????????pre?=?cur;
          ????????cur?=?next;
          ????}
          ????return?pre;
          };

          由于邏輯比較簡單,代碼直接一氣呵成。不過僅僅寫完還不夠,對于鏈表問題,邊界檢查的習(xí)慣能幫助我們進(jìn)一步保證代碼的質(zhì)量。具體來說:

          • 當(dāng) head 節(jié)點(diǎn)為空時(shí),我們已經(jīng)處理,通過?
          • 當(dāng)鏈表只包含一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí), 此時(shí)我們希望直接返回這個(gè)節(jié)點(diǎn),對上述代碼而言,進(jìn)入循環(huán)后 pre 被賦值為cur,也就是head,沒毛病,通過?

          運(yùn)行在 LeetCode, 成功 AC ?

          但作為系統(tǒng)性的訓(xùn)練而言,單單讓程序通過未免太草率了,我們后續(xù)會(huì)盡可能地用不同的方式去解決相同的問題,達(dá)到融會(huì)貫通的效果,也是對自己思路的開拓,有時(shí)候或許能達(dá)到更優(yōu)解。

          遞歸解決方案

          由于之前的思路已經(jīng)介紹得非常清楚了,因此在這我們貼上代碼,大家好好體會(huì):

          let?reverseList?=?(head)?=>{
          ??let?reverse?=?(pre,?cur)?=>?{
          ????if(!cur)?return?pre;
          ????//?保存?next?節(jié)點(diǎn)
          ????let?next?=?cur.next;
          ????cur.next?=?pre;
          ????return?reverse(cur,?next);
          ??}
          ??return?reverse(null,?head);
          }

          No.2 區(qū)間反轉(zhuǎn)

          反轉(zhuǎn)從位置 m 到 n 的鏈表。請使用一趟掃描完成反轉(zhuǎn)。

          說明:1 ≤ m ≤ n ≤ 鏈表長度。

          示例:

          輸入:?1->2->3->4->5->NULL,?m?=?2,?n?=?4
          輸出:?1->4->3->2->5->NULL

          來源: LeetCode 第 92 題

          思路

          這一題相比上一個(gè)整個(gè)鏈表反轉(zhuǎn)的題,其實(shí)是換湯不換藥。我們依然有兩種類型的解法:循環(huán)解法遞歸解法。

          需要注意的問題就是前后節(jié)點(diǎn)的保存(或者記錄),什么意思呢?看這張圖你就明白了。

          關(guān)于前節(jié)點(diǎn)和后節(jié)點(diǎn)的定義,大家在圖上應(yīng)該能看的比較清楚了,后面會(huì)經(jīng)常用到。

          反轉(zhuǎn)操作上一題已經(jīng)拆解過,這里不再贅述。值得注意的是反轉(zhuǎn)后的工作,那么對于整個(gè)區(qū)間反轉(zhuǎn)后的工作,其實(shí)就是一個(gè)移花接木的過程,首先將前節(jié)點(diǎn)的 next 指向區(qū)間終點(diǎn),然后將區(qū)間起點(diǎn)的 next 指向后節(jié)點(diǎn)。因此這一題中有四個(gè)需要重視的節(jié)點(diǎn): 前節(jié)點(diǎn)、后節(jié)點(diǎn)、區(qū)間起點(diǎn)區(qū)間終點(diǎn)。接下來我們開始實(shí)際的編碼操作。

          循環(huán)解法

          /**
          ?*?@param?{ListNode}?head
          ?*?@param?{number}?m
          ?*?@param?{number}?n
          ?*?@return?{ListNode}
          ?*/

          var?reverseBetween?=?function(head,?m,?n)?{
          ????let?count?=?n?-?m;
          ????let?p?=?dummyHead?=?new?ListNode();
          ????let?pre,?cur,?start,?tail;
          ????p.next?=?head;
          ????for(let?i?=?0;?i?1;?i?++)?{
          ????????p?=?p.next;
          ????}
          ????//?保存前節(jié)點(diǎn)
          ????front?=?p;
          ????//?同時(shí)保存區(qū)間首節(jié)點(diǎn)
          ????pre?=?tail?=?p.next;
          ????cur?=?pre.next;
          ????//?區(qū)間反轉(zhuǎn)
          ????for(let?i?=?0;?i?????????let?next?=?cur.next;
          ????????cur.next?=?pre;
          ????????pre?=?cur;
          ????????cur?=?next;
          ????}
          ????//?前節(jié)點(diǎn)的?next?指向區(qū)間末尾
          ????front.next?=?pre;
          ????//?區(qū)間首節(jié)點(diǎn)的?next?指向后節(jié)點(diǎn)(循環(huán)完后的cur就是區(qū)間后面第一個(gè)節(jié)點(diǎn),即后節(jié)點(diǎn))
          ????tail.next?=?cur;
          ????return?dummyHead.next;
          };

          遞歸解法

          對于遞歸解法,唯一的不同就在于對于區(qū)間的處理,采用遞歸程序進(jìn)行處理,大家也可以趁著復(fù)習(xí)一下遞歸反轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)。

          var?reverseBetween?=?function(head,?m,?n)?{
          ??//?遞歸反轉(zhuǎn)函數(shù)
          ??let?reverse?=?(pre,?cur)?=>?{
          ????if(!cur)?return?pre;
          ????//?保存?next?節(jié)點(diǎn)
          ????let?next?=?cur.next;
          ????cur.next?=?pre;
          ????return?reverse(cur,?next);
          ??}
          ??let?p?=?dummyHead?=?new?ListNode();
          ??dummyHead.next?=?head;
          ??let?start,?end;?//區(qū)間首尾節(jié)點(diǎn)
          ??let?front,?tail;?//前節(jié)點(diǎn)和后節(jié)點(diǎn)
          ??for(let?i?=?0;?i?1;?i++)?{
          ????p?=?p.next;
          ??}
          ??front?=?p;?//保存前節(jié)點(diǎn)
          ??start?=?front.next;
          ??for(let?i?=?m?-?1;?i?????p?=?p.next;
          ??}
          ??end?=?p;
          ??tail?=?end.next;?//保存后節(jié)點(diǎn)
          ??end.next?=?null;
          ??//?開始穿針引線啦,前節(jié)點(diǎn)指向區(qū)間首,區(qū)間首指向后節(jié)點(diǎn)
          ??front.next?=?reverse(null,?start);
          ??start.next?=?tail;
          ??return?dummyHead.next;
          }

          No.3 兩個(gè)一組翻轉(zhuǎn)鏈表

          給定一個(gè)鏈表,兩兩交換其中相鄰的節(jié)點(diǎn),并返回交換后的鏈表。

          你不能只是單純的改變節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的值,而是需要實(shí)際的進(jìn)行節(jié)點(diǎn)交換。

          來源: LeetCode 第 24 題

          示例:

          給定?1->2->3->4,?你應(yīng)該返回?2->1->4->3.

          思路

          如圖所示,我們首先建立一個(gè)虛擬頭節(jié)點(diǎn)(dummyHead),輔助我們分析。

          首先讓 p 處在 dummyHead 的位置,記錄下 p.next 和 p.next.next 的節(jié)點(diǎn),也就是 node1 和 node2。

          隨后讓 node1.next = node2.next, 效果:

          然后讓 node2.next = node1, 效果:

          最后,dummyHead.next = node2,本次翻轉(zhuǎn)完成。同時(shí) p 指針指向node1, 效果如下:

          依此循環(huán),如果 p.next 或者 p.next.next 為空,也就是找不到新的一組節(jié)點(diǎn)了,循環(huán)結(jié)束。

          循環(huán)解決

          思路清楚了,其實(shí)實(shí)現(xiàn)還是比較容易的,代碼如下:

          var?swapPairs?=?function(head)?{
          ????if(head?==?null?||?head.next?==?null)?
          ????????return?head;
          ????let?dummyHead?=?p?=?new?ListNode();
          ????let?node1,?node2;
          ????dummyHead.next?=?head;
          ????while((node1?=?p.next)?&&?(node2?=?p.next.next))?{
          ????????node1.next?=?node2.next;
          ????????node2.next?=?node1;
          ????????p.next?=?node2;
          ????????p?=?node1;
          ????}
          ????return?dummyHead.next;
          };

          遞歸方式

          var?swapPairs?=?function(head)?{
          ????if(head?==?null?||?head.next?==?null)
          ????????return?head;
          ????let?node1?=?head,?node2?=?head.next;
          ????node1.next?=?swapPairs(node2.next);
          ????node2.next?=?node1;
          ????return?node2;
          };

          利用遞歸方式之后,是不是感覺代碼特別簡潔????

          希望你能好好體會(huì)一下遞歸調(diào)用的過程,相信理解之后對自己是一個(gè)很大的提升。

          No.4 K個(gè)一組翻轉(zhuǎn)鏈表

          給你一個(gè)鏈表,每 k 個(gè)節(jié)點(diǎn)一組進(jìn)行翻轉(zhuǎn),請你返回翻轉(zhuǎn)后的鏈表。

          k 是一個(gè)正整數(shù),它的值小于或等于鏈表的長度。

          如果節(jié)點(diǎn)總數(shù)不是 k 的整數(shù)倍,那么請將最后剩余的節(jié)點(diǎn)保持原有順序。

          示例 :

          給定這個(gè)鏈表:1->2->3->4->5
          當(dāng)?k?=?2?時(shí),應(yīng)當(dāng)返回:?2->1->4->3->5
          當(dāng)?k?=?3?時(shí),應(yīng)當(dāng)返回:?3->2->1->4->5

          說明 :

          • 你的算法只能使用常數(shù)的額外空間。
          • 你不能只是單純的改變節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的值,而是需要實(shí)際的進(jìn)行節(jié)點(diǎn)交換。

          來源: LeetCode 第 25 題

          思路

          思路類似No.3中的兩個(gè)一組翻轉(zhuǎn)。唯一的不同在于兩個(gè)一組的情況下每一組只需要反轉(zhuǎn)兩個(gè)節(jié)點(diǎn),而在 K 個(gè)一組的情況下對應(yīng)的操作是將 K 個(gè)元素的鏈表進(jìn)行反轉(zhuǎn)。

          遞歸解法

          這一題我覺得遞歸的解法更容易理解,因此,先貼上遞歸方法的代碼。

          以下代碼的注釋中`首節(jié)點(diǎn)`、`尾結(jié)點(diǎn)`等概念都是針對反轉(zhuǎn)前的鏈表而言的。
          /**
          ?*?@param?{ListNode}?head
          ?*?@param?{number}?k
          ?*?@return?{ListNode}
          ?*/

          var?reverseKGroup?=?function(head,?k)?{
          ????let?pre?=?null,?cur?=?head;
          ????let?p?=?head;
          ????//?下面的循環(huán)用來檢查后面的元素是否能組成一組
          ????for(let?i?=?0;?i?????????if(p?==?null)?return?head;
          ????????p?=?p.next;
          ????}
          ????for(let?i?=?0;?i?????????let?next?=?cur.next;
          ????????cur.next?=?pre;
          ????????pre?=?cur;
          ????????cur?=?next;
          ????}
          ????//?pre為本組最后一個(gè)節(jié)點(diǎn),cur為下一組的起點(diǎn)
          ????head.next?=?reverseKGroup(cur,?k);
          ????return?pre;
          };

          循環(huán)解法

          重點(diǎn)都放在注釋里面了。

          var?reverseKGroup?=?function(head,?k)?{
          ????let?count?=?0;
          ????//?看是否能構(gòu)成一組,同時(shí)統(tǒng)計(jì)鏈表元素個(gè)數(shù)
          ????for(let?p?=?head;?p?!=?null;?p?=?p.next)?{
          ????????if(p?==?null?&&?i?return?head;
          ????????count++;
          ????}
          ????let?loopCount?=?Math.floor(count?/?k);
          ????let?p?=?dummyHead?=?new?ListNode();
          ????dummyHead.next?=?head;
          ????//?分成了?loopCount?組,對每一個(gè)組進(jìn)行反轉(zhuǎn)
          ????for(let?i?=?0;?i?????????let?pre?=?null,?cur?=?p.next;
          ????????for(let?j?=?0;?j?????????????let?next?=?cur.next;
          ????????????cur.next?=?pre;
          ????????????pre?=?cur;
          ????????????cur?=?next;
          ????????}
          ????????//?當(dāng)前?pre?為該組的尾結(jié)點(diǎn),cur?為下一組首節(jié)點(diǎn)
          ????????let?start?=?p.next;//?start?是該組首節(jié)點(diǎn)
          ????????//?開始穿針引線!思路和2個(gè)一組的情況一模一樣
          ????????p.next?=?pre;
          ????????start.next?=?cur;
          ????????p?=?start;
          ????}
          ????return?dummyHead.next;
          };

          環(huán)形鏈表

          No.1 如何檢測鏈表形成環(huán)?

          給定一個(gè)鏈表,判斷鏈表中是否形成環(huán)。

          思路

          思路一: 循環(huán)一遍,用 Set 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存節(jié)點(diǎn),利用節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存地址來進(jìn)行判重,如果同樣的節(jié)點(diǎn)走過兩次,則表明已經(jīng)形成了環(huán)。

          思路二: 利用快慢指針,快指針一次走兩步,慢指針一次走一步,如果兩者相遇,則表明已經(jīng)形成了環(huán)。

          可能你會(huì)納悶,為什么思路二用兩個(gè)指針在環(huán)中一定會(huì)相遇呢?

          其實(shí)很簡單,如果有環(huán),兩者一定同時(shí)走到環(huán)中,那么在環(huán)中,選慢指針為參考系,快指針每次相對參考系向前走一步,終究會(huì)繞回原點(diǎn),也就是回到慢指針的位置,從而讓兩者相遇。如果沒有環(huán),則兩者的相對距離越來越遠(yuǎn),永遠(yuǎn)不會(huì)相遇。

          接下來我們來編程實(shí)現(xiàn)。

          方法一: Set 判重

          /**
          ?*?@param?{ListNode}?head
          ?*?@return?{boolean}
          ?*/

          var?hasCycle?=?(head)?=>?{
          ????let?set?=?new?Set();
          ????let?p?=?head;
          ????while(p)?{
          ????????//?同一個(gè)節(jié)點(diǎn)再次碰到,表示有環(huán)
          ????????if(set.has(p))?return?true;
          ????????set.add(p);
          ????????p?=?p.next;
          ????}
          ????return?false;
          }

          方法二: 快慢指針

          var?hasCycle?=?function(head)?{
          ????let?dummyHead?=?new?ListNode();
          ????dummyHead.next?=?head;
          ????let?fast?=?slow?=?dummyHead;
          ????//?零個(gè)結(jié)點(diǎn)或者一個(gè)結(jié)點(diǎn),肯定無環(huán)
          ????if(fast.next?==?null?||?fast.next.next?==?null)?
          ????????return?false;
          ????while(fast?&&?fast.next)?{
          ????????fast?=?fast.next.next;
          ????????slow?=?slow.next;
          ????????//?兩者相遇了
          ????????if(fast?==?slow)?{
          ????????????return?true;
          ????????}
          ????}?
          ????return?false;
          };

          No.2 如何找到環(huán)的起點(diǎn)

          給定一個(gè)鏈表,返回鏈表開始入環(huán)的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)。?如果鏈表無環(huán),則返回 null。

          **說明:**不允許修改給定的鏈表。

          思路分析

          剛剛已經(jīng)判斷了如何判斷出現(xiàn)環(huán),那如何找到環(huán)的節(jié)點(diǎn)呢?我們來分析一波。

          看上去比較繁瑣,我們把它做進(jìn)一步的抽象:

          設(shè)快慢指針走了x秒,慢指針一秒走一次。

          對快指針,有: 2x - L = m * S + Y -----①

          對慢指針,有: x - ?L = n * S + Y -----②

          其中,m、n 均為自然數(shù)。

          ① - ② * 2 得:

          L = (m - n) * S - Y-----③

          好,這是一個(gè)非常重要的等式。我們現(xiàn)在假設(shè)有一個(gè)新的指針在 L 段的最左端,慢指針現(xiàn)在還在相遇處。

          新指針慢指針都每次走一步,那么,當(dāng)新指針走了 L 步之后到達(dá)環(huán)起點(diǎn),而與此同時(shí),我們看看慢指針情況如何

          由③式,慢指針走了(m - n) * S - Y個(gè)單位,以環(huán)起點(diǎn)為參照物,相遇時(shí)的位置為 Y,而現(xiàn)在由Y + (m - n) * S - Y(m - n) * S,得知慢指針實(shí)際上參照環(huán)起點(diǎn),走了整整(m - n)圈。也就是說,慢指針此時(shí)也到達(dá)了環(huán)起點(diǎn)。:::tip 結(jié)論 現(xiàn)在的解法就很清晰了,當(dāng)快慢指針相遇之后,讓新指針從頭出發(fā),和慢指針同時(shí)前進(jìn),且每次前進(jìn)一步,兩者相遇的地方,就是環(huán)起點(diǎn)。:::

          編程實(shí)現(xiàn)

          懂得原理之后,實(shí)現(xiàn)起來就容易很多了。

          /**
          ?*?@param?{ListNode}?head
          ?*?@return?{ListNode}
          ?*/

          var?detectCycle?=?function(head)?{
          ????let?dummyHead?=?new?ListNode();
          ????dummyHead.next?=?head;
          ????let?fast?=?slow?=?dummyHead;
          ????//?零個(gè)結(jié)點(diǎn)或者一個(gè)結(jié)點(diǎn),肯定無環(huán)
          ????if(fast.next?==?null?||?fast.next.next?==?null)?
          ????????return?null;
          ????while(fast?&&?fast.next)?{
          ????????fast?=?fast.next.next;
          ????????slow?=?slow.next;
          ????????//?兩者相遇了
          ????????if(fast?==?slow)?{
          ???????????let?p?=?dummyHead;
          ???????????while(p?!=?slow)?{
          ???????????????p?=?p.next;
          ???????????????slow?=?slow.next;
          ???????????}
          ???????????return?p;
          ????????}
          ????}?
          ????return?null;
          };

          鏈表合并

          No.1 合并兩個(gè)有序鏈表

          將兩個(gè)有序鏈表合并為一個(gè)新的有序鏈表并返回。新鏈表是通過拼接給定的兩個(gè)鏈表的所有節(jié)點(diǎn)組成的。

          示例:

          輸入:1->2->4, 1->3->4
          輸出:1->1->2->3->4->4

          來源: LeetCode第21題

          遞歸解法

          遞歸解法更容易理解,我們先用遞歸來做一下:

          /**
          ?*?@param?{ListNode}?l1
          ?*?@param?{ListNode}?l2
          ?*?@return?{ListNode}
          ?*/

          var?mergeTwoLists?=?function(l1,?l2)?{
          ????const?merge?=?(l1,?l2)?=>?{
          ????????if(l1?==?null)?return?l2;
          ????????if(l2?==?null)?return?l1;
          ????????if(l1.val?>?l2.val)?{
          ????????????l2.next?=?merge(l1,?l2.next);
          ????????????return?l2;
          ????????}else?{
          ????????????l1.next?=?merge(l1.next,?l2);
          ????????????return?l1;
          ????????}
          ????}
          ????return?merge(l1,?l2);
          };

          循環(huán)解法

          var?mergeTwoLists?=?function(l1,?l2)?{
          ????if(l1?==?null)?return?l2;
          ????if(l2?==?null)?return?l1;
          ????let?p?=?dummyHead?=?new?ListNode();
          ????let?p1?=?l1,?p2?=?l2;
          ????while(p1?&&?p2)?{
          ????????if(p1.val?>?p2.val)?{
          ????????????p.next?=?p2;
          ????????????p?=?p.next;
          ????????????p2?=?p2.next;
          ????????}else?{
          ????????????p.next?=?p1;
          ????????????p?=?p.next;
          ????????????p1?=?p1.next;
          ????????}
          ????}
          ????//?循環(huán)完成后務(wù)必檢查剩下的部分
          ????if(p1)?p.next?=?p1;
          ????else?p.next?=?p2;
          ????return?dummyHead.next;
          };

          No.2 合并 K 個(gè)有序鏈表

          合并 k 個(gè)排序鏈表,返回合并后的排序鏈表。請分析和描述算法的復(fù)雜度。

          示例:

          輸入:
          [
          ??1->4->5,
          ??1->3->4,
          ??2->6
          ]
          輸出:?1->1->2->3->4->4->5->6

          來源: LeetCode第23題

          自上而下(遞歸)實(shí)現(xiàn)

          /**
          ?*?@param?{ListNode[]}?lists
          ?*?@return?{ListNode}
          ?*/

          var?mergeKLists?=?function(lists)?{
          ????//?上面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)
          ????var?mergeTwoLists?=?function(l1,?l2)?{/*上面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)*/};
          ????const?_mergeLists?=?(lists,?start,?end)?=>?{
          ????????if(end?-?start?0)?return?null;
          ????????if(end?-?start?==?0)return?lists[end];
          ????????let?mid?=?Math.floor(start?+?(end?-?start)?/?2);
          ????????return?mergeTwoList(_mergeLists(lists,?start,?mid),?_mergeLists(lists,?mid?+?1,?end));
          ????}
          ????return?_mergeLists(lists,?0,?lists.length?-?1);
          };

          自下而上實(shí)現(xiàn)

          在這里需要提醒大家的是,在自下而上的實(shí)現(xiàn)方式中,我為每一個(gè)鏈表綁定了一個(gè)虛擬頭指針(dummyHead),為什么這么做?

          這是為了方便鏈表的合并,比如 l1 和 l2 合并之后,合并后鏈表的頭指針就直接是 l1 的 dummyHead.next 值,等于說兩個(gè)鏈表都合并到了 l1 當(dāng)中,方便了后續(xù)的合并操作。

          var?mergeKLists?=?function(lists)?{
          ????var?mergeTwoLists?=?function(l1,?l2)?{/*上面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)*/};
          ????//?邊界情況
          ????if(!lists?||?!lists.length)?return?null;
          ????//?虛擬頭指針集合
          ????let?dummyHeads?=?[];
          ????//?初始化虛擬頭指針
          ????for(let?i?=?0;?i?????????let?node?=?new?ListNode();
          ????????node.next?=?lists[i];
          ????????dummyHeads[i]?=?node;
          ????}
          ????//?自底向上進(jìn)行merge
          ????for(let?size?=?1;?size?????????for(let?i?=?0;?i?+?size?2?*?size)?{
          ????????????dummyHeads[i].next?=?mergeTwoLists(dummyHeads[i].next,?dummyHeads[i?+?size].next);
          ????????}
          ????}
          ????return?dummyHeads[0].next;
          };

          多個(gè)鏈表的合并到這里就實(shí)現(xiàn)完成了,在這里順便告訴你這種歸并的方式同時(shí)也是對鏈表進(jìn)行歸并排序的核心代碼。希望你能好好體會(huì)自上而下自下而上兩種不同的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),相信對你的編程內(nèi)功是一個(gè)不錯(cuò)的提升。

          求鏈表中間節(jié)點(diǎn)

          判斷回文鏈表

          請判斷一個(gè)單鏈表是否為回文鏈表。

          示例1:

          輸入:?1->2
          輸出:?false

          示例2:

          輸入:?1->2->2->1
          輸出:?true

          你能否用 O(n) 時(shí)間復(fù)雜度和 O(1) 空間復(fù)雜度解決此題?

          來源: LeetCode第234題

          思路分析

          這一題如果不考慮性能的限制,其實(shí)是非常簡單的。但考慮到 O(n) 時(shí)間復(fù)雜度和 O(1) 空間復(fù)雜度,恐怕就值得停下來好好想想了。

          題目的要求是單鏈表,沒有辦法訪問前面的節(jié)點(diǎn),那我們只得另辟蹊徑:

          找到鏈表中點(diǎn),然后將后半部分反轉(zhuǎn),就可以依次比較得出結(jié)論了。下面我們來實(shí)現(xiàn)一波。

          代碼實(shí)現(xiàn)

          其實(shí)關(guān)鍵部分的代碼就是找中點(diǎn)了。先亮劍:

          ??let?dummyHead?=?slow?=?fast?=?new?ListNode();
          ??dummyHead.next?=?head;
          ??//?注意注意,來找中點(diǎn)了
          ??while(fast?&&?fast.next)?{
          ??????slow?=?slow.next;
          ??????fast?=?fast.next.next;
          ??}

          你可能會(huì)納悶了,為什么邊界要設(shè)成這樣?

          我們不妨來分析一下,分鏈表節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為奇數(shù)偶數(shù)的時(shí)候分別討論。

          • 當(dāng)鏈表節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為奇數(shù)

          試著模擬一下, fast 為空的時(shí)候,停止循環(huán), 狀態(tài)如下:

          • 當(dāng)鏈表節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為偶數(shù)

          模擬走一遍,當(dāng) fast.next 為空的時(shí)候,停止循環(huán),狀態(tài)如下:

          對于 fast 為空fast.next為空兩個(gè)條件,在奇數(shù)的情況下,總是 fast為空先出現(xiàn),偶數(shù)的情況下,總是fast.next先出現(xiàn).

          也就是說: 一旦fast為空, 鏈表節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)一定為奇數(shù),否則為偶數(shù)。因此兩種情況可以合并來討論,當(dāng) fast 為空或者 fast.next 為空,循環(huán)就可以終止了。

          完整實(shí)現(xiàn)如下:

          /**
          ?*?@param?{ListNode}?head
          ?*?@return?{boolean}
          ?*/

          var?isPalindrome?=?function(head)?{
          ????let?reverse?=?(pre,?cur)?=>?{
          ????????if(!cur)?return?pre;
          ????????let?next?=?cur.next;
          ????????cur.next?=?pre;
          ????????return?reverse(cur,?next);
          ????}
          ????let?dummyHead?=?slow?=?fast?=?new?ListNode();
          ????dummyHead.next?=?head;
          ????//?注意注意,來找中點(diǎn)了,?黃金模板
          ????while(fast?&&?fast.next)?{
          ????????slow?=?slow.next;
          ????????fast?=?fast.next.next;
          ????}
          ????let?next?=?slow.next;
          ????slow.next?=?null;
          ????let?newStart?=?reverse(null,?next);
          ????for(let?p?=?head,?newP?=?newStart;?newP?!=?null;?p?=?p.next,?newP?=?newP.next)?{
          ????????if(p.val?!=?newP.val)?return?false;
          ????}
          ????return?true;
          };


          瀏覽 84
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