删除链表元素相关的练习

Posted 2023-03-09 melonyzzZ

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一、移除链表元素

二、删除排序链表中的重复元素

三、删除排序链表中的重复元素 ||

四、删除链表的倒数第 N 个结点

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一、移除链表元素

给你一个链表的头节点 head 和一个整数 val ，请你删除链表中所有满足 Node.val == val 的节点，并返回 新的头节点 。

示例 1：

 输入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6

输出：[1,2,3,4,5] 

示例 2：

输入：head = [], val = 1

输出：[]

示例 3：

输入：head = [7,7,7,7], val = 7

输出：[]

提示：

• 列表中的节点数目在范围 [0, 10^4] 内

• 1 <= Node.val <= 50

• 0 <= val <= 50

代码实现一：

struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val)

    struct ListNode* pre = NULL;
    struct ListNode* cur = head;
    while (cur != NULL)
    
        if (cur->val == val)
        
            if (pre == NULL)  // 当删除的是首元结点时，要做特殊处理，避免访问空指针
            
                head = cur->next;
                free(cur);
                cur = head;  // 切不可写成 cur = cur->next
            
            else
            
                pre->next = cur->next;
                free(cur);
                cur = pre->next;  // 切不可写成 cur = cur->next
            
        
        else
        
            pre = cur;
            cur = cur->next;
        
    
    return head;

free(cur); cur = cur->next 是一种类似刻舟求剑的典型的错误写法。

代码实现二：

struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val)

    struct ListNode* newhead = NULL;
    struct ListNode* tail = NULL;
    struct ListNode* cur = head;
    while (cur != NULL)
    
        if (cur->val != val)
        
            if (newhead == NULL)  // 如果新链表为空
            
                newhead = cur;
                tail = cur;
            
            else
            
                tail->next = cur;
                tail = cur;
            
            cur = cur->next;
        
        else
        
            struct ListNode* tmp = cur;
            cur = cur->next;
            free(tmp);
        
    
    if (tail != NULL)  // 避免对空指针的解引用
    
        tail->next = NULL;  
    
    return newhead;

将值不是 val 的结点尾插到新链表中，由于尾插需要从头指针出发顺链找到尾结点，时间复杂度高，因此可以用一个尾指针 tail 来记录并更新尾结点的位置。

图解示例一：

 

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二、删除排序链表中的重复元素

给定一个已排序的链表的头 head ， 删除所有重复的元素，使每个元素只出现一次 。返回 已排序的链表 。

示例 1：

输入：head = [1,1,2]

输出：[1,2] 

示例 2：

输入：head = [1,1,2,3,3]

输出：[1,2,3] 

提示：

• 链表中节点数目在范围 [0, 300] 内

• -100 <= Node.val <= 100

• 题目数据保证链表已经按升序排列

代码实现：

struct ListNode* deleteDuplicates(struct ListNode* head) 

    if (head == NULL)  // 判断是否为空表
    
        return NULL;
    
    struct ListNode* tail = head;
    struct ListNode* cur = head->next;
    while (cur != NULL)
    
        if (cur->val != tail->val)
        
            // 尾插
            tail->next = cur;
            tail = cur;
            cur = cur->next;
        
        else
        
            // 删除重复的元素
            struct ListNode* tmp = cur;
            cur = cur->next;
            free(tmp);
        
    
    tail->next = NULL;
    return head;

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三、删除排序链表中的重复元素 ||

给定一个已排序的链表的头 head ， 删除原始链表中所有重复数字的节点，只留下不同的数字 。返回 已排序的链表 。

示例 1：

 输入：head = [1,2,3,3,4,4,5]

输出：[1,2,5]

示例 2：

 输入：head = [1,1,1,2,3]

输出：[2,3]

提示：

• 链表中节点数目在范围 [0, 300] 内

• -100 <= Node.val <= 100

• 题目数据保证链表已经按升序排列

代码实现：

struct ListNode* deleteDuplicates(struct ListNode* head)

    struct ListNode* newhead = NULL;
    struct ListNode* tail = NULL;
    struct ListNode* cur = head;
    while (cur != NULL)
    
        // 找到第一个值不同于 cur 的结点（也可能为空）
        struct ListNode* after = cur->next;
        while (after != NULL && after->val == cur->val)
        
            after = after->next;
        
        // 判断 cur 是否属于有重复数字的结点
        if (cur->next == after)  // 不属于
        
            // 尾插
            if (newhead == NULL)  // 如果新链表为空
            
                newhead = tail = cur;
            
            else
            
                tail->next = cur;
                tail = cur;
            
            cur = cur->next;
        
        else  // 属于
        
            while (cur != after)
            
                struct ListNode* tmp = cur;
                cur = cur->next;
                free(tmp);
            
        
    
    if (tail != NULL)
    
        tail->next = NULL;
    
    return newhead;

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四、删除链表的倒数第 N 个结点

给你一个链表，删除链表的倒数第 n 个结点，并且返回链表的头结点。

示例 1：

 输入：head = [1,2,3,4,5], n = 2

输出：[1,2,3,5]

示例 2：

输入：head = [1], n = 1

输出：[]

示例 3：

输入：head = [1,2], n = 1

输出：[1]

提示：

• 链表中结点的数目为 sz

• 1 <= sz <= 30

• 0 <= Node.val <= 100

• 1 <= n <= sz

代码实现一：

struct ListNode* removeNthFromEnd(struct ListNode* head, int n) 

    struct ListNode* pre_slow = NULL;
    struct ListNode* slow = head;
    struct ListNode* fast = head;
    while (--n)
    
        fast = fast->next; 
        // 由于 1 <= n <= sz，所以 fast 不可能走到空
    
    while (fast->next != NULL)
    
        pre_slow = slow;
        slow = slow->next;
        fast = fast->next;
    
    if (pre_slow == NULL)
    
        head = slow->next;
        free(slow);
    
    else
    
        pre_slow->next = slow->next;
        free(slow);
    
    return head;

相关练习：链表的中间结点、链表中倒数第 k 个结点

代码实现二：

struct ListNode* removeNthFromEnd(struct ListNode* head, int n) 

    // 设置一个哨兵位的头结点
    struct ListNode* guard = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
    guard->next = head;
    // 计算链表的长度（包括头结点）
    int len = 0;
    struct ListNode* cur = guard;
    while (cur != NULL)
    
        ++len;
        cur = cur->next;
    
    // 找到倒数第 n + 1 个结点（可能是 guard）
    struct ListNode* pre = guard;
    for (int i = 0; i < len - n - 1; ++i)
    
        pre = pre->next;
    
    // 删除倒数第 n 个结点
    struct ListNode* tmp = pre->next;
    pre->next = tmp->next;
    free(tmp);
    // 删除哨兵位的头结点并返回 head
    head = guard->next;
    free(guard);
    return head;

设置哨兵位的头结点的好处是便于首元结点的处理。