还在抱怨数据结构难? 一文带你搞懂如何AC算法题(2022版)
Posted _奇奇
tags:
篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了还在抱怨数据结构难? 一文带你搞懂如何AC算法题(2022版)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
🍁🍁🍁 猛戳订阅 👉 详解数据结构专栏 👈 深度解析 🍁🍁🍁纯C
一文带你搞懂链表算法题(2022版建议收藏)
📋个人简介
- 💬大家好，我是_奇奇，一名C/C++博主。河牧院大一在读。
- 🔔欢迎一起交流学习
- 💬我会将大一学的数据结构和C语言深度解析写成笔记记录下来。后期会慢慢推进。感兴趣可以
订阅以下专栏。 - 📌详解数据结构专栏🍁
- 📌深度理解C语言专栏🍁
- 🔑 个人主页🌳
- 💡一个人可以走得很快，但一群人才能走得更远。
“滴水穿石 —— 非一日之功”
最近好多小伙伴来问我：“奇奇，数据结构学废了怎么办？顺序表链表好难啊，该怎么学好数据结构啊，感觉学会了，但是一做题就废了” 结合我自身学习数据结构的经历然后我也一一解答了小伙伴的问题。好多同学好像都有这么个经历，就是跟着学校的课程学数据结构，然后老师讲的快（甚至很水），课本也看不懂，最后课程结束了或者一开始做题才发现自己什么都不会，这是现在大学的普遍诟病。你没有办法改变，但可以改变自己。
学习方法
哪有什么人一天学会数据结构。
只是他们掌握了方法，学会了坚持。
学习数据结构有以下几个要点：
📌排在首位的还是画图。作为初学数据结构的人，指针各种乱指，画图才是唯一的救赎。
📌 第二就是先把基本的结构把图片转化为代码写出来。比如顺序表，无头单向链表，等结构的增删查改。
📌 排在第三位的是练习数据结构的题。练习code能力是必不可少的，做题的同时也是提高把图片转化为代码的能力。这里推荐LeetCode初级算法模块里面链表的题。
下面是十几道经典面试题，包括牛客网的，和LeetCode的。
绝对是你的必刷题，不刷完这些题，别说你懂链表。
放心，不会出现leetcode第一题都做不出来的，手把手带你玩转面试题~`
❄️不管你大一大二大三大四，还是考研，想要提升能力，做题必不可少。
❄️为了表达画图的重要性再次强烈推荐一个宝藏博主：
❄️附上大佬做的动图
这也是今天要做的题目：LeetCode206. 反转链表
当然，不用要求自己也像小姐姐一样会画这么丝滑动图。
❄️画静态图自己能看懂就好，我推荐画物理结构图。因为物理结构的图是比较容易理解的。
写在前面：以下题目建议从前往后依次食用，效果更佳哦。
因为题目难度是依次递增的
| 依次题目难度 | 星数 |
|---|---|
| 易 | ⭐️ |
| 简单 | ⭐️⭐️ |
| 中等 | ⭐️⭐️⭐️ |
| 较难 | ⭐️⭐️⭐️⭐️ |
❄️ 如果大家觉得文章有帮助，请给作者一波评论和收藏❄️。
这不是目录
- 📋个人简介
- 学习方法
- 1.移除元素⭐️
- 2. 删除有序数组中的重复项⭐️
- 3. 合并两个有序数组⭐️⭐️
- 4.移除链表元素⭐️⭐️
- 5.反转链表⭐️⭐️
- 6.链表的中间结点⭐️⭐️
- 7.链表中倒数第k个结点 ⭐️⭐️
- 8.合并两个有序链表⭐️⭐️⭐️
- 9.链表分割 ⭐️⭐️⭐️
- 10.链表的回文结构 ⭐️⭐️⭐️
- 11.相交链表⭐️⭐️⭐️
- 12.环形链表⭐️⭐️
- 13.环形链表 II⭐️⭐️⭐️⭐️
1.移除元素⭐️
题目描述：
给你一个数组 nums 和一个值 val，你需要 原地 移除所有数值等于 val 的元素，并返回移除后数组的新长度。
不要使用额外的数组空间，你必须仅使用 O(1) 额外空间并 原地 修改输入数组。
元素的顺序可以改变。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。
题目链接：
❄️ 题目分析：
❄️ 因为题目要求原地移除元素，那么就不能再开辟新的空间。所以需要考虑元素的覆盖。我们可以采用双指针的方法。
❄️思路： 对于实例1：val = 3，如果fast的值不等于val，则fast的值赋给slow，fast和slow均往后移动一步。如果fast的值等于val，则只有fast往后移动一步。
❄️复杂度： 因为只遍历了一遍数组，没有开辟额外空间。所以时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(1);
图解：
注意：循环条件左右都必须为指针的比较。指针减指针得到的是两指针之间的距离。
图解：
代码实现
int removeElement(int* nums, int numsSize, int val)
int* fast = nums;
int* slow = nums;
//注意循环条件左右都必须为指针。
while (fast != nums + numsSize)
if (*fast != val)
*slow = *fast;
slow++;
fast++;
else
fast++;
//指针减指针得到的是两指针之间的距离。
return slow-nums;
2. 删除有序数组中的重复项⭐️
题目描述
给你一个 升序排列 的数组 nums ，请你 原地 删除重复出现的元素，使每个元素 只出现一次 ，返回删除后数组的新长度。元素的 相对顺序 应该保持 一致 。
不要使用额外的空间，你必须在 原地 修改输入数组 并在使用 O(1) 额外空间的条件下完成。
题目链接
题目分析
❄️题目给的关键词是升序排列的数组，原地删除，重复的元素。考虑双指针，快慢指针。
❄️思路：slow指针指向首元素，fast指针指向第二个元素。若slow的值等于fast的值，fast向后移动一步。否则slow先往后移动一步，把fast的值赋给slow，fast再往后移动一步。
❄️复杂度：只遍历了数组一遍，时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(1);
代码实现
int removeDuplicates(int* nums, int numsSize)
int* slow = nums;
int* fast = nums + 1;
while (fast < nums + numsSize)
if (*slow == *fast)
fast++;
else
slow++;
*slow = *fast;
fast++;
return slow+ 1 -nums;
注意：因为fast指针移动的快，所以当fast越界时，循环结束。
3. 合并两个有序数组⭐️⭐️
题目描述
给你两个按 非递减顺序 排列的整数数组 nums1 和 nums2，另有两个整数 m 和 n ，分别表示 nums1 和 nums2 中的元素数目。
请你 合并 nums2 到 nums1 中，使合并后的数组同样按 非递减顺序 排列。
题目链接
题目分析
❄️将nums2合并到nums1中，使合并后的数组按照升序排列。首先想到的是思想是归并排序。
❄️思路： 使用p1，p2两个指针指向最后两个数组的最后一个元素。分别比较两个元素的大小，谁大谁就放在tail位置上。然后指针依次向后挪一步。如果p1等于p2则按大于p2处理
复杂度：时间复杂度为O(n)
情况一：p2指针正常越界。
这道题难度为两颗星⭐️⭐️的原因就是因为有个特殊情况。
情况二：p1越界了，但p2还没越界。
代码实现
void merge(int* nums1, int nums1Size, int m, int* nums2, int nums2Size, int n)
int* p1 = nums1 + m - 1;
int* p2 = nums2 + n - 1;
int* tail = nums1 + nums1Size - 1;
//处理普通情况
while (p2 >= nums2 && p1 >= nums1)
if (*p1 <= *p2)
*tail = *p2;
p2--;
tail--;
else
*tail = *p1;
p1--;
tail--;
//处理特殊情况；
while (p2 >= nums2)
*tail = *p2;
p2--;
tail--;
4.移除链表元素⭐️⭐️
题目描述
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 。
题目链接
题目分析
❄️这道题和第一题移除元素差不多。看似相同，实则不同。第一题实质是顺序表，这道题的实质是链表。
❄️链表咱们就用链表该有的做法。先把题目中的逻辑结构图转化为物理结构图。如图（后期熟悉链表的时候可以直接用逻辑结构）
❄️解释：每个节点对应一个地址，地址是我随机假设的。链表就是通过每个节点的next指针，将每个节点一次连接起来的。
思路： 要删除val是6的节点。就需要改变val的前一个节点的next指针的指向，使其指向val的next。因为链表有个缺陷就是尾删没法找到前一个节点。所以需要设置一个prev指针紧紧跟随cur用来记录前一个节点。最后需要free掉删除的节点哦。
复杂度： 时间复杂度O(n)
情况一：
初始状态prev指向空，cur指向第一个节点。
情况二：特殊情况是第一个节点的val就是6，这需要改变头指针的指向。
代码实现
struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val)
struct ListNode* prev = NULL;
struct ListNode* cur = head;
while (cur)
if (cur->val != val)
prev = cur;
cur = cur->next;
else
//特殊情况，当第一个节点为6时。
if (prev == NULL)
struct ListNode* n = cur->next;
free(cur);
cur = n;
head = n;
else
prev->next = cur->next;
free(cur);
cur= NULL;
cur = prev->next;
return head;
5.反转链表⭐️⭐️
题目描述
给你单链表的头节点 head ，请你反转链表，并返回反转后的链表。
附上可欣小姐姐画的丝滑动图
题目链接
题目分析
❄️反转链表可以认为是把每一个节点都头插。
❄️思路： 因为要使第一个节点指向空，第二个节点指向第一个节点，第三个节点指向第二个节点。所以你必须要先保存当前节点的前一个节点。
复杂度：时间复杂度O(n)
起始位置如图
动图是接着第一步开始的。
注意：你以为这么写LeetCode官方会给你通过？当然不会。因为你要想极端情况，极端情况就是当链表为空时怎么办？当链表只有一个节点呢？
❄️ LeetCode的题目都是这样。一般情况大多数人都会写，极端情况就是淘汰那一大部分人的。所以我们每次写完都要想一下特殊情况。
LeetCode真是虾仁猪心呀。
代码实现
struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head)
//当链表没有节点时。
if (head == NULL)
return;
//普通情况
struct ListNode* n1 = NULL;
struct ListNode* n2 = head;
struct ListNode* n3 = head->next;
while (n2)
n2->next = n1;
n1 = n2;
n2 = n3;
//当链表只有一个节点时。
if(n3 != NULL)
n3 = n3->next;
return n1;
6.链表的中间结点⭐️⭐️
题目描述
给定一个头结点为 head 的非空单链表，返回链表的中间结点。
如果有两个中间结点，则返回第二个中间结点。
题目链接
题目分析
❄️什么意思呢？意思就是假如链表为1,2,3,4,5，则返回3.如果链表为1,2,3,4，则返回3。
❄️思路： 利用快慢指针。绝对是一大利器。设慢指针速度为每次走一步，快指针速度为每次走两步，那么在相同时间内。快指针的路程 = 慢指针的路程 * 2。那么当快指针走到尽头时。那么慢指针也就刚好指向了中间节点~
❄️复杂度： 只遍历了一次链表，时间复杂度为O(n).
xdm，双指针法绝不绝，绝对是yyds！！~~~。
情况一：当链表为奇数时。
情况一：当链表为偶数时
❄️将上述两个条件合二为一。综上所述，当fast != NULL && fast ->next != NULL时为这个程序的循环条件。
你以为这样就过LeetCode了吗？注意极端条件。
❄️注意：fast != NULL && fast ->next != NULL逻辑与左右两边的式子不能写反。 fast ->next && fast 这样写是错的。原因是逻辑与左操作数为假，就不会判断右操作数的真假。假设fast为空，那么会出现对空指针的解引用。
代码实现
struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head)
if (head == NULL)
return NULL;
struct ListNode* slow = head;
struct ListNode* fast = head;
while (fast && fast->next)
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
return slow;
7.链表中倒数第k个结点 ⭐️⭐️
题目描述
输入一个链表，输出该链表中倒数第k个结点。
题目链接
题目分析
❄️求倒数第k个节点，想来想去想不到什么好方法，最后看了一个题解，还是双指针yyds。
❄️思路： 因为你需要求倒数第k个节点。假设为倒数第一个。我们可以用一个快慢指针。让慢指针为slow指向头结点，快指针fast为slow+1倍的next。
找倒数第1个节点
找倒数第2个节点
求倒数第k个节点呢？
若k大于链表的长度呢？
这都是一个问题！！
这是个难点，此题看似简单，但将图片转化为代码则不容易。
代码实现
struct ListNode* FindKthToTail(struct ListNode* pListHead, unsigned int k)
struct ListNode* pHead = pListHead;
int n = 0;
//先求出链表的长度，判断k是否大于链表长度
while (pHead)
pHead = pHead->next;
n++;
if (k > n)
return NULL;
if (pListHead == NULL)
return NULL;
struct ListNode* slow = pListHead;
struct ListNode* fast = pListHead;
/确定k的位置
while (k)
fast = fast->next;
k--;
//快慢指针一起走
while (fast)
slow = slow->next;
fast = fast->next;
return slow;
注意：k的长度可能大于链表长度。
8.合并两个有序链表⭐️⭐️⭐️
题目描述
将两个升序链表合并为一个新的 升序 链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。
题目链接
题目分析
❄️和第三题合并有序数组类似。图画出来后就不绕了。题不难，难的是画图。难的是注意极端条件。
说句实话：只要会画图，还能不会做吗？
❄️思路： 同第三题，可以往上翻。唯一不同的是链表无法访问前一个节点。这是链表的一大缺陷，所以需要先设置一个prev指针，记录下前一个节点。
从第三轮开始的图解。
正常情况
注意：极端情况：当其中一个链表为空时的情况
当剩余的最后一个节点时n1的节点呢？
当剩余的最后一个节点时n2的节点呢？
代码实现
struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2)
//若其中一个链表为空。则返回另一个链表的头
if (list1 == NULL)
return list2;
if (list2 == NULL)
return list1;
//正常情况
struct ListNode* n1 = list1;
struct ListNode* n2 = list2;
struct ListNode* head = NULL;
struct ListNode* prev = NULL;
while (n1 && n2)
if (n1->val <= n2->val)
if (head == NULL)
head = n1;
prev = n1;
n1 = n1->next;
else
prev->next= n1;
prev = n1;
n1 = n1->next;
else
if (head == NULL)
head = n2;
prev = n2;
n2 = n2->next;
else
prev->next= n2;
prev= n2;
n2 = n2->next;
//其中一个链表为空后的后续操作。
if (n1 == NULL)
prev->next = n2;
if (n2 == NULL)
prev->next= n1;
return head;
9.链表分割 ⭐️⭐️⭐️
题目描述
现有一链表的头指针 ListNode* pHead，给一定值x，编写一段代码将所有小于x的结点排在其余结点之前，且不能改变原来的数据顺序，返回重新排列后的链表的头指针。
题目链接
题目分析
❄️这种题只能说是恶心到家了，题目也不描述清楚。也不给测试用例。
调bug也调了无数次，我直接说思路了。
只能说，一定要想极端情况，否则会一直错。
❄️思路： 先把这个链表小于x的节点和大于等于x的节点分开。
然后再连接两个链表。
❄️但是链表有个有个缺陷呀，你找不到前一个节点。所以只能先保存前一个节点。
极端场景。
代码实现
ListNode* partition(ListNode* pHead, int x)
struct ListNode* n1 = NULL;
struct ListNode* n2 = NULL;
struct ListNode* cur = pHead;
struct ListNode* next = NULL;
struct ListNode* head2 = NULL;
struct ListNode* head1 = NULL;
while (cur)
if (cur->val < x)
if (n1 == NULL)
head1 = cur;
n1 = cur;
cur = cur->next;
else
n1->next = cur;
cur = cur->next;
n1 = n1->next;
else
if (n2 == NULL)
head2 = cur;
n2 = cur;
cur = cur->next;
else
n2->next = cur;
cur = cur->next;
n2 = n2->next;
if (n1)
n1->next = head2;
//恶心人的地方，极端情况
if(n2)
n2->next = NULL;
return head1;
else
return head2;
10.链表的回文结构 ⭐️⭐️⭐️
题目描述
题目链接
题目分析
因为要求时间复杂度为O(n),额外空间复杂度为O(1)，所以考虑指针。
但是这题是牛客的较难题。明显不简单。
❄️这道题结合了前面LeetCode5,6题的思路。所以我说从前往后食用效果更佳嘛。
❄️思路：
1.先用第6题的代码找到链表的中间节点。
2.再用第5题的代码翻转中间节点后的链表。把链表分为两个链表
3.再用指针从两个链表的头部依次往后遍历查看每个节点的val是否相等。
复杂度： 找中间节点，翻转中间节点后的链表，指针从两个链表的头部依次往后遍历的时间复杂度都为O(n),所以相加也就O(3n),所以还是O(n);
找到链表的中间节点
反转slow后的链表
这种设置三个指针反转的方法较简单。
代码实现
牛客这道题没有C语言的实现。只有C++的，但是C++兼容C，所以也能用C在C++的编译器上实现。
bool chkPalindrome(struct ListNode* A)
//找出中间节点
struct ListNode* slow = A;
struct ListNode* fast = A;
while (fast && fast->next)
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
//反转中间节点后面的链表
struct ListNode* cur = slow;
struct ListNode* prev = NULL;
struct ListNode* next = NULL;
while (cur)
//这里先用了一个next保存cur的下一个值。
next = cur->next;
cur->next = prev;
prev = cur;
cur = next;
//比较两个链表的data值是否相等
while (prev)
if (prev->data == A->data)
prev = prev->next;
A = A->next;
else
return false;
return true;
11.相交链表⭐️⭐️⭐️
题目描述
给你两个单链表的头节点 headA 和 headB ，请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表不存在相交节点，返回 null 。
以上是关于还在抱怨数据结构难? 一文带你搞懂如何AC算法题(2022版)的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章