《剑指Offer：专项突破版》 - 链表部分 JavaScript 题解

Posted 2022-03-15 前端GoGoGo

《剑指Offer：专项突破版》是一个算法题集。该题单包含了程序员在准备面试过程中必备的数据结构与算法知识。具体包含：

数据结构：整数、数组、字符串、链表、哈希表、栈、队列、树、堆和前缀树。

算法：二分查找、排序、回溯法、动态规划和图搜索。

本文来分享下链表部分题的解法~

类似。可以用类似的算法来求解：

1. 反转两个链表。
2. 将反转后的链表的每位依次相加。直到达到长的链的尾部。如果当前位已超过了短链的长度，则短链当前位的值为0。用长链来存求和的结果。
3. 如果长链的最高位进位了，则在链的尾部添加值为1的节点。
4. 反转长链。

代码如下：

和 [4, 5, 6]。

反转后半部分。后半部分变为：[6, 5, 4]。

反转后的后半部分的节点，一隔一的嵌入前部分的节点。变为：[1, 6, 2, 5, 3, 4]。

将链表按长度平均分成两部分，可以用快慢指针来实现。快指针一次走两步，慢指针一次走一步。快指针走到链表末尾时，慢指针指向的就是中间节点。

完整的实现代码如下：

const reorderList = function (head) 
  if (!head || !head.next || !head.next.next) 
    return head;
  
  let  prevHalf, afterHalf  = divideToHalf(head);
  afterHalf = reverseList(afterHalf);
  while (prevHalf) 
    const prevHalfNext = prevHalf.next;
    prevHalf.next = afterHalf;
    if (afterHalf) 
      // 奇数到末尾的情况
      const afterHalfNext = afterHalf.next;
      afterHalf.next = prevHalfNext;
      afterHalf = afterHalfNext;
    
    prevHalf = prevHalfNext;
  
  return head;
;

// 链表长度至少为3。
function divideToHalf(head) 
  let fast = head;
  let slow = head;
  let middle = head;
  while (fast && fast.next) 
    fast = fast.next.next;
    middle = slow;
    slow = slow.next;
  
  const isOdd = !!fast;
  let afterHalf;
  if (isOdd) 
    // 奇数
    afterHalf = slow.next;
    slow.next = null;
   else 
    afterHalf = middle.next;
    middle.next = null;
  
  return 
    prevHalf: head,
    afterHalf,
  ;

题7 - 剑指 Offer II 027. 回文链表

问题：如何判断一个链表是不是回文？要求解法的时间复杂度是O（n），并且不得使用超过O（1）的辅助空间。如果一个链表是回文，那么链表的节点序列从前往后看和从后往前看是相同的。

题的力扣地址^[8]

回文链表的特点是：将链表一分为二，后半部分反转后和前半部分的节点的值都相同。因此，不难设计出如下的算法：

1. 将链表一分二。如果链表长度是奇数个，去掉中间节点。
2. 反转后半部分链表，然后比较前后两部分是否相等。

核心代码如下：

const isPalindrome = (head) => 
  if (!head || !head.next) 
    return true;
  
  let  prevHalf, afterHalf  = divideToHalf(head);
  afterHalf = reverseList(afterHalf);
  while (prevHalf) 
    if (prevHalf.val !== afterHalf.val) 
      return false;
    
    prevHalf = prevHalf.next;
    afterHalf = afterHalf.next;
  
  return true;
;

题8 - 剑指 Offer II 028. 展平多级双向链表

问题：在一个多级双向链表中，节点除了有两个指针分别指向前后两个节点，还有一个指针指向它的子链表，并且子链表也是一个双向链表，它的节点也有指向子链表的指针。请将这样的多级双向链表展平成普通的双向链表，即所有节点都没有子链表。

题的力扣地址^[9]

这题看起来很难，其实用递归的方式来做很容易。算法如下：

1. 遍历链表，遇到有子链表的，把该节点的下一个节点丢入栈中。
2. 递归调用，将 子链表展平 后的节点，设置为父节点的下一个节点。
3. 遍历完链表，取出栈中的节点。递归调用，将 节点展平 后的节点，添加到链表的末尾。
4. 重复上一步，值到栈为空。程序结束。

代码如下：

const flatten = function (head) 
  if (!head) 
    return head;
  
  const stack = [];
  let currNode = head;
  let lastNode = null;
  while (currNode) 
    if (currNode.child) 
      stack.push(currNode.next);
      currNode.next = flatten(currNode.child);
      currNode.child.prev = currNode;
      currNode.child = null;
    
    lastNode = currNode;
    currNode = currNode.next;
  
  while (stack.length) 
    const node = stack.pop();
    if (node) 
      lastNode.next = flatten(node);
      node.prev = lastNode;
    
  
  return head;
;

题9 - 剑指 Offer II 029. 排序的循环链表

问题：在一个循环链表中节点的值递增排序，请设计一个算法在该循环链表中插入节点，并保证插入节点之后的循环链表仍然是排序的。

题的力扣地址^[10]

算法如下：

1. 遍历一圈，找到环中值最大的节点，最大值和最小值。
2. 如果插入值大于等于最大值或小于等于最小值。则该节点插入到最大值和最小值节点中间。
3. 插入值处于最大值，最小值中间时，从最小节点开始遍历，找到要插入的节点。

该题包含的情况挺多的，要注意下。比如：

循环列表没有节点。

循环列表只有一个节点。

循环列表只有两个节点。

循环列表的第一个节点不是最小值: [3, 4, 1]

循环列表的第一个节点是最小值: [1, 3, 4]

插入的值比最大值大或比最小值小。

完整代码如下：

const insert = function (head, insertVal) 
  const insertNode = new Node(insertVal);
  // 没有节点的情况
  if (!head) 
    insertNode.next = insertNode;
    return insertNode;
  
  // 一个节点的情况
  if (head.next === head) 
    insertNode.next = head;
    head.next = insertNode;
    return head;
  
  // 两个节点的情况
  if (head.next.next === head) 
    if (insertVal > head.next.val || insertVal < head.val) 
      insertNode.next = head;
      head.next.next = insertNode;
     else 
      let temp = head.next;
      head.next = insertNode;
      insertNode.next = temp;
    

    return head;
  

  let max = Number.MIN_VALUE;
  let min = Number.MAX_VALUE;
  const firstNode = head;
  let beforeNode = firstNode;
  let currNode = beforeNode.next;
  let nextNode = currNode.next;
  let maxNode;
  let beforeMaxNode;
  // 找最大值和最小值
  while (currNode.next !== firstNode.next) 
    const currMax = Math.max(currNode.val, nextNode.val);
    const currMin = Math.min(currNode.val, nextNode.val);
    // 可能会存在多个最大值相同的情况。不加等号会出问题。
    if (currMax >= max) 
      max = currMax;
      beforeMaxNode = currNode.val >= nextNode.val ? beforeNode : currNode;
      maxNode = beforeMaxNode.next;
    
    if (currMin < min) 
      min = currMin;
    
    beforeNode = beforeNode.next;
    currNode = currNode.next;
    nextNode = nextNode.next;
  

  // 插入值大于等于最大值或小于等于最小值。则该节点插入到最大值和最小值节点中间。
  const isTooBigOrSmall = insertVal >= max || insertVal <= min;
  if (isTooBigOrSmall) 
    const beforeInsertNode = maxNode;
    insertNode.next = beforeInsertNode.next;
    beforeInsertNode.next = insertNode;
    return head;
  

  // 从最小节点转一圈，一定找得到插入的点
  currNode = maxNode.next;
  nextNode = currNode.next;
  while (currNode.next !== maxNode.next) 
    if (currNode.val <= insertVal && nextNode.val >= insertVal) 
      currNode.next = insertNode;
      insertNode.next = nextNode;
      return head;
    
    currNode = currNode.next;
    nextNode = nextNode.next;
  
;

总结

链表中经常会用到快慢指针的算法。可以用快慢指针的算法：

来探测链表中是否有环。

计算环的长度。

将链表一分为二。当然，也支持将链表任意等分。只需改快指针的速度即可。

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参考资料

[1]

题的力扣地址: https://leetcode-cn.com/problems/SLwz0R/

[2]

题的力扣地址: https://leetcode-cn.com/problems/c32eOV/

[3]

题的力扣地址: https://leetcode-cn.com/problems/3u1WK4/

[4]

题的力扣地址: https://leetcode-cn.com/problems/UHnkqh/

[5]

题的力扣地址: https://leetcode-cn.com/problems/lMSNwu/

[6]

剑指 Offer II 002. 二进制加法: https://leetcode-cn.com/problems/JFETK5/

[7]

题的力扣地址: https://leetcode-cn.com/problems/LGjMqU/

[8]

题的力扣地址: https://leetcode-cn.com/problems/aMhZSa/

[9]

题的力扣地址: https://leetcode-cn.com/problems/Qv1Da2/

[10]

题的力扣地址: https://leetcode-cn.com/problems/4ueAj6/