链表的算法

每日一句:二十岁的年纪,为什么不敢去折腾?哪怕最后失败,你也还有从头再来的资本。

正如乔布斯所说:你本就一无所有,没有理由不去追随你的内心。

目录

哈希表的简单介绍

有序表的简单介绍

有序表的固定操作

判断一个链表是否为回文结构

 将单向链表按某值划分成左边小,中间相等,右边大的形式

复制含有随机指针节点的链表

两个单链表相交的一系列问题

一个链表怎么判断有无环,若有环,返回第一个入环节点


哈希表的简单介绍

  1. 哈希表在使用层面上可以理解为一种集合结构
  2. 如果只有key,没有伴随数据value,可以使用HashSet结构
  3. 如果既有key,又有伴随数据value,可以使用HashMap结构
  4. 有无伴随数据,是HashMap和HashSet唯一的区别,底层的实际结构是一回事
  5. 使用哈希表增put,删remove,改put和查get的操作,可以认为时间复杂度为O(1),但常数时间比较长
  6. 放入哈希表的东西,如果不是基础类型,内部按引用传递,内存占用是这个东西内存地址的大小

有序表的简单介绍

  1. 有序表在使用层面上可以理解为一种集合结构
  2. 如果只有key,没有伴随结构value,可以使用TreeSet结构
  3. 如果既有key,又有伴随结构value,可以使用TreeMap结构
  4. 有无伴随数据,是TreeSet和TreeMap唯一的区别,底层的实际结构是一回事
  5. 有序表和哈希表的区别是,有序表把key按照顺序组织起来,而哈希表完全不组织
  6. 红黑树、AVL树、size-balance-tree和跳表等都属于有序表结构,只是底层具体实现不同
  7. 放入有序表的东西,如果是基础类型,内部值传递,内存占用就是这个东西大小
  8. 放入有序表的东西,如果不是基础类型,必须提供比较器,内部按引用传递,内存占用是这个东西内存地址的大小
  9. 不管是什么底层具体实现,只要是有序表,都有以下固定的基本功能和固定的时间复杂度

有序表的固定操作

  1. void put(K key,V value);将一个(key,value)记录加入到表中或者将key的记录更新成value
  2. V get(K key);根据给定的key查询value并返回
  3. Void remove(K key) 移除key的记录
  4. Boolean containskey(K key)询问是否有关于key的记录
  5. K firstKey() 返回所有键值的排序结果中最左(小)的那个
  6. K lastKey() 返回所有键值的排序结果中最右(大)的那个
  7. K floorkey(K key) 如果表中存入过Key,返回Key;否则返回所有键值的排序结果中Key的前一个
  8. K ceilingkey(K key) 如果表中存入过Key,返回Key;否则返回所有键值的排序结果中Key的后一个
  9. 以上所有操作时间复杂度都是O(),N为有序表含有的记录数

单链表的节点结构

Class Node<V>

{ V value;

 Node next;

}由以上结构的节点依次连接起来所形成的链叫单链表结构

双链表的节点结构

Class Node<V>

{ V value;

 Node next;

 Node last;

}由以上结构的节点依次连接起来所形成的链叫双链表结构

单链表和双链表结构只需要给定一个头部节点head,就可以找到剩下的所有节点

面试时链表解题的方法论

  1. 对于笔试,不用太在乎空间复杂度,一切为了时间复杂度
  2. 对于面试,时间复杂度依然放在第一位,但一定要找到空间最省的方法

重要技巧:

  1. 额外数据结构记录(哈希表等)
  2. 快慢指针

判断一个链表是否为回文结构

给定一个单链表的头节点head,请判断该链表是否为回文结构1—>2—>1,返回true;1—>2—>2—>1,返回true;1—>2—>3,返回false;如果链表长度为N,时间复杂度O(N),额外空间复杂度O(1)

笔试:

方法一:1—>2—>3—>3—>2—>1,依次放到栈里,从栈里弹出的顺序与原链表逆序的顺序对比

方法二:用N2方法,找快慢指针;左边开始遍历,每遍历一个,栈弹出一个对比

怎么只把右部分放入栈里去?

快慢指针  快指针每次走2步,慢指针每次走1步

快指针走完时,慢指针来到中间位置,这时把慢指针后边放入栈里去

 

面试:

快指针每次走2步,慢指针每次走1步

快指针走完时,慢指针来到中间位置

1—>2—>3<—2<—1

A—>         <—B

如果A,B每步都一样则回文

 将单向链表按某值划分成左边小,中间相等,右边大的形式

【题目】给定一个单链表的头节点head,节点的值类型是整型,再给定一个整数pivot.实现一个调整链表的函数,将链表调整为左部分都是值小于pivot的节点,中间部分都是值等于pivot的节点,右部分都是值大于pivot的节点

【进阶】在实现原问题功能的基础上增加如下要求:调整后所有小于/等于/大于pivot的节点之间的相对顺序和调整前一样

时间复杂度O(N);额外空间复杂度O(1)(用有限几个变量)

笔试:

把单链表每个节点放到数组里,在数组上partition,在数组里把每个node串起来

面试:

代码:

复制含有随机指针节点的链表

一种特殊的单链表节点类描述如下:

Class Node{

int  value;

Node  next;

Node  rand;

Node(int val)

{ value=val;}

}rand指针是单链表节点结构中新增的指针,rand可能指向链表中的任意一个节点,也可能指向null。给定一个由Node节点类型组成的无环单链表的头节点head,请实现一个函数完成这个链表的复制,并返回复制的新链表的头节点。时间复杂度O(N),额外空间复杂度O(1)

方法一:

代码:

第一步不用考虑指针怎么连,把老链表都拷贝新链表放到map里去

第二步设置新链表的rand,next方向指针,遍历哈希表或老链表

方法二:

 不用哈希表,利用克隆节点对应的位置关系对应

生成克隆节点,但把克隆节点放在老链表下一个,最后在next方向上把新老指针分离出来

代码:

两个单链表相交的一系列问题

【题目】给定两个可能有环也可能无环的单链表,头节点head1和head2,请实现一个函数,如果两个链表相交,请返回相交的第一个节点,如果不相交,返回null

【要求:】如果两个链表长度之和为N,时间复杂度O(N),额外空间复杂度O(1)

一个链表怎么判断有无环,若有环,返回第一个入环节点

如果链表上有环,快F,慢S指针一定相遇,相遇后,快指针回到开头,慢指针在原地;之后快慢指针都只走一步,它俩一定在第一个入环节点处相遇

  1. 两个链表都无环

遍历第一个链表,一直遍历到最后一个节点,即为end1,长度len1

遍历第二个链表,一直遍历到最后一个节点,即为end2,长度len2

判断end1和end2内存地址是不是一个

若不是一个head1和head2不可能相交

若是一个,找到相交部分第一个节点

  1. 一个有环,另一个没有环——不可能相交
  2. 两个链表都有环

 

情况讨论:

两个无环链表相交问题:

 

两个有环链表相交问题:

 

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转载自blog.csdn.net/m0_63330263/article/details/132003332
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