LeetCode刷题——链表的理解

1. 线性表

程序设计里，我们经常需要将同为某个类型的一组数据元素作为一个整体来使用，需要创建这种元素组，用变量来记录它们或者传入函数等等等等，【线性表】就是这样一组元素的抽象。
【线性表】：某类元素的集合并且记录着元素之间一种顺序关系，是最基本的数据结构之一，例如：list 和 tuple

2. 线性表的形式

【顺序表】和【链表】

• 顺序表
  将表中的元素顺序存放在一大块连续的存储区间里，所以在这里元素间的顺序是由它们的存储顺序来表示的。
• 链表
  将表中元素存放在一系列的结点中（结点的存储位置可以是连续的，可以是不连续的，也就意味着它们可以存在任何内存未被占用的位置），这些结点通过连接构造起来的就叫链表。

3. 什么是结点？

结点分为数据域和指针域，数据域保存着作为表元素的数据项，指针域保存同一个表里的下一个结点的标识(太绕了，通俗理解就是表明这个结点指向谁)。下图就是一个结点。

• 头结点(头结点不一定是第一个结点)
  放在第一个结点之前，它的数据域一般没有意义，并且它本身也不是链表必须要带的。
• 设立头结点的目的是什么呢？
  为了在某些时候可以更方便的对链表进行操作，有了头结点，我们在对第一个元素前插入或者删除结点的时候，它的操作与其它结点的操作就统一了。
• 头指针
  指向链表第一个结点的指针，它是链表的必备元素且无论链表是否为空，头指针都不能为空，有头结点的话，那么就是指向头结点的指针。
• 设立头指针的目的是什么呢？
  访问链表的时候我们需要知道它的位置，才能通过它的指针域找到下一个结点的位置，也就是说知道了头指针，整个链表的元素我们都是可以访问的，所以它必须要存在，这也就是我们常说的链表的「标识」，这也就是为什么我们一般用头指针来表示链表。
  头结点不为空
  
  头结点为空
  
  还有一种空链表
  
  红框区域表示第一个结点，黄框区域表示数据域，蓝框区域表示指针域，绿框区域表示最后一个结点的指针域(指向空)，一般用 “^” 表示。

4. python如何定义链表？

4.1 定义一个简单的结点类

class ListNode(object):    # 定义一个链表类  链表的头指针
    def __init__(self, x):
        self.val = x      #结点的数据域 默认为x
        self.next = None    #结点指针域  默认指向[]
n1 = ListNode(1) # 头指针指向n1    结点n1 数据域1 指针域指向[]

4.2 将结点通过指针连接成链表

n1 = ListNode(1)
n2 = ListNode(2)
n3 = ListNode(3)
n4 = ListNode(3)
n5 = ListNode(2)
n1.next = n2
n2.next = n3
n3.next = n4
n4.next = n5

链表n1：->1->2->3->3->2->
链表n2：->2->3->3->2->
…
链表n5：->2->

5. LeetCode中为什么不定义链表也能提交？

5.1 首先进入Playground

怎么进入？

如果提示当前不能进入，需要执行一段错误的程序，然后会提醒进入

5.2 Playground

# Definition for singly-linked list.
import json

class ListNode:## 定义链表类
    def __init__(self, x):
        self.val = x
        self.next = None
class Solution:
    def removeNthFromEnd(self, head, n):
        """
        :type head: ListNode
        :type n: int
        :rtype: ListNode
        """
        first = second = head
        #将第一个指针移动n个位置
        for _ in range(n):
            first = first.next
        #当极端情况，first指向了最后一个节点
        #且要删除的是第一个节点(倒数第n个)

        if not first:
            return head.next
        #将两个指针同步后移
        #直到first指向了最后一个节点(两个指针始终保持相同间隔)
        while first.next:
            first= first.next
            second = second.next
        second.next =second.next.next
        return head
def stringToIntegerList(input): #将输入的字符串转换为IntegerList
    return json.loads(input)

def stringToListNode(input):#将输入的字符串转换为ListNode，这样就不用自己创建链表了
    # Generate list from the input
    numbers = stringToIntegerList(input)

    # Now convert that list into linked list
    dummyRoot = ListNode(0)
    ptr = dummyRoot
    for number in numbers:
        ptr.next = ListNode(number)
        ptr = ptr.next

    ptr = dummyRoot.next
    return ptr

def listNodeToString(node):#将输出链表转换为str
    if not node:
        return "[]"

    result = ""
    while node:
        result += str(node.val) + ", "
        node = node.next
    return "[" + result[:-2] + "]"

def main():
    import sys
    import io
    def readlines():
        for line in io.TextIOWrapper(sys.stdin.buffer, encoding='utf-8'):
            yield line.strip('\n')

    lines = readlines()
    while True:
        try:
            line = next(lines)
            head = stringToListNode(line);
            line = next(lines)
            n = int(line);

            ret = Solution().removeNthFromEnd(head, n)

            out = listNodeToString(ret);
            print(out)
        except StopIteration:
            break

if __name__ == '__main__':
    main()

在LeetCode中输入是字符串，输出也是字符串。转换函数在playground中

5.3 想要改LeetCode的输入怎么办？

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