1.重排链表

给定一个单链表 L：L0→L1→…→Ln-1→Ln ，
将其重新排列后变为： L0→Ln→L1→Ln-1→L2→Ln-2→…

你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际的进行节点交换。
示例 1:

给定链表 1->2->3->4, 重新排列为 1->4->2->3.

示例 2:

给定链表 1->2->3->4->5, 重新排列为 1->5->2->4->3.

解法：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public void reorderList(ListNode head) {
        if(head==null || head.next==null){
            return;
        }
        //快慢指针找中间结点
        ListNode slow=head;
        ListNode fast=head;
        while(fast.next!=null && fast.next.next!=null){
            slow=slow.next;
            fast=fast.next.next;
        }
        //拆分链表
        ListNode after=slow.next;
        slow.next=null;
        //反转后半部分链表
        ListNode pre=null;
        while(after!=null){
            ListNode temp=after.next;
            after.next=pre;
            pre=after;
            after=temp;
        }
        //合并两个链表
        ListNode p1=head;
        ListNode p2=pre;
        while(p1!=null && p2!=null){
            ListNode p1temp=p1.next;
            ListNode p2temp=p2.next;
            p1.next=p2;
            p2.next=p1temp;
            p1=p1temp;
            p2=p2temp;
        }
        return;
    }
}

2.链表中的环入口结点

给一个链表，若其中包含环，请找出该链表的环的入口结点，否则，输出null。

解法：

第一步，找环中相汇点。分别用slow，fast指向链表头部，slow每次走一步，fast每次走二步，直到slow==fast找到在环中的相汇点。
第二步，找环的入口。接上步，当fast==slow时，fast所经过节点数为2x,slow所经过节点数为x,设环中有n个节点,fast比slow多走k圈有2x=n*k+x; n=x;可以看出slow实际走了k个环的步数，再让fast指向链表头部，slow位置不变，slow,fast每次走一步直到fast == slow ，此时slow指向环的入口。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        if(head==null || head.next==null){
            return null;
        }
        ListNode slow=head;
        ListNode fast=head;
        while(fast.next!=null && fast.next.next!=null){
            slow=slow.next;
            fast=fast.next.next;
            if(slow==fast){
                fast=head;
                while(fast!=slow){
                    slow=slow.next;
                    fast=fast.next;
                }
                return slow;
            }
        }
        return null;
    }
}

3.复制带随机指针的链表

给定一个链表，每个节点包含一个额外增加的随机指针，该指针可以指向链表中的任何节点或空节点。要求返回这个链表的深拷贝。

解法：

复制每个节点，如：复制节点A得到A1，将A1插入节点A后面
遍历链表，A1->random = A->random->next
将链表拆分成原链表和复制后的链表

/**
 * Definition for singly-linked list with a random pointer.
 * class RandomListNode {
 *     int label;
 *     RandomListNode next, random;
 *     RandomListNode(int x) { this.label = x; }
 * };
 */
public class Solution {
    public RandomListNode copyRandomList(RandomListNode head) {
        if(head==null){
            return null;
        }
        //复制链表
        RandomListNode current=head;
        while(current!=null){
            RandomListNode temp=current.next;
            RandomListNode copy=new RandomListNode(current.label);
            current.next=copy;
            copy.next=temp;
            
            current=temp;
        }
        //2.
        current=head;
        while(current!=null){
            RandomListNode copy=current.next;
            if(current.random!=null){
                copy.random=current.random.next;
            }else{
                copy.random=null;
            }
            
            current=copy.next;
        }
        //拆分
        RandomListNode copyHead=head.next;
        current=head;
        while(current.next!=null){
            RandomListNode temp=current.next;
            current.next=temp.next;
            current=temp;
        }
        return copyHead;
    }
}

4. 有序链表转换二叉搜索树

给定一个单链表，其中的元素按升序排序，将其转换为高度平衡的二叉搜索树。
本题中，一个高度平衡二叉树是指一个二叉树每个节点的左右两个子树的高度差的绝对值不超过1。

解法：
链表查找中间点可以通过快慢指针来操作。找到中点后，要以中点的值建立一个树的根节点，然后需要把原链表断开，分为前后两个链表，都不能包含原中节点，然后再分别对这两个链表递归调用原函数，分别连上左右子节点即可。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; next = null; }
 * }
 */
/**
 * Definition for binary tree
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
public class Solution {
    public TreeNode sortedListToBST(ListNode head) {
        return toBST(head, null);
    }
    
    private TreeNode toBST(ListNode head, ListNode tail) {
        if (head == tail){
            return null;
        }
        //找中间节点
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while (fast != tail && fast.next != tail) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
        TreeNode root = new TreeNode(slow.val);
        root.left = toBST(head, slow);
        root.right = toBST(slow.next, tail);
        return root;
    }
}

5.反转从位置m到n的链表

请使用一趟扫描完成反转。
说明:
1 ≤ m ≤ n ≤ 链表长度。
示例:

输入: 1->2->3->4->5->NULL, m = 2, n = 4
输出: 1->4->3->2->5->NULL

解法：
不妨拿出四本书，摞成一摞（自上而下为 A B C D），要让这四本书的位置完全颠倒过来（即自上而下为 D C B A）：
盯住书A，每次操作把A下面的那本书放到最上面
初始位置：自上而下为 A B C D
第一次操作后：自上而下为 B A C D
第二次操作后：自上而下为 C B A D
第三次操作后：自上而下为 D C B A

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode reverseBetween(ListNode head, int m, int n) {
        //建一个辅助节点，处理m=1的情况
        ListNode dummy = new ListNode(0);
        dummy.next = head;
        
        ListNode preStart = dummy;
        ListNode start = head;
        for (int i = 1; i < m; i ++ ) {
            preStart = start;
            start = start.next;
        }
        // reverse
        for (int i = 0; i < n - m; i ++ ) {
            ListNode temp = start.next;
            start.next = temp.next;
            temp.next =preStart.next;
            preStart.next = temp;
        }
        return dummy.next;
    }
}

LeetCode & 剑指offer 经典题目总结——链表

目录

1.重排链表

2.链表中的环入口结点

3.复制带随机指针的链表

4. 有序链表转换二叉搜索树

5.反转从位置m到n的链表

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