作者： 华丞臧.
专栏：【数据结构】
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文章目录

• 一、链表的中间结点
• • 题目描述
  • 解题思路
  • 代码实现
• 二、链表中倒数第k个结点
• • 题目描述
  • 解题思路
  • 代码实现
• 三、合并两个有序链表
• • 题目描述
  • 解题思路
  • 代码实现
• 四、链表分割
• • 题目描述
  • 解题思路
  • 代码实现
• 五、链表的回文结构
• • 题目描述
  • 解题思路
  • 代码实现
• 总结

一、链表的中间结点

题目描述

LeetCode.876 链表的中间结点

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。

解题思路

如果暴力求解，直接求链表长度再找中间结点程序过于繁琐，那么如何用更简单的方法求解呢？
快慢指针法:
既然题目要求链表中间结点，也就是说链表的 1/2 ；那么在一次遍历链表的过程中，给两个指针slow和fast,slow一次走一步fast一次走两步，当fast遍历完链表slow停下的位置就是链表的中间结点。

当链表元素为奇数个时：

当链表元素为偶数个时：

代码实现

struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head)
{struct ListNode* slow = head;  //慢指针struct ListNode* fast = head;  //快指针while(fast && fast->next ){slow = slow->next;fast = fast->next->next;}return slow;
}

二、链表中倒数第k个结点

题目描述

牛客----链表中倒数第k个结点

输入一个链表，输出该链表中倒数第k个结点。

解题思路

输出链表中倒数第k个结点，经典快慢指针法的问题；定义一个slow指针一个fast指针，先让fast指针走指定的 k 步，然后再一起遍历链表，当fast走完时slow的位置就是链表中倒数第k个结点。

1. 当 k 小于链表的长度时：
   假设 k = 1:
   
2. 当 k 大于或等于链表的长度时：
   需要注意，当k大于链表长度时，返回空指针；当 k 等于链表长度时,返回 slow。
   

代码实现

struct ListNode* FindKthToTail(struct ListNode* plisthead, int k ) {// write code herestruct ListNode* fast = plisthead;struct ListNode* slow = plisthead;while(k-- ){if(fast == NULL)  //当k大于链表长度时{return NULL;}fast = fast->next;}while(fast){fast = fast->next;slow = slow->next;}return slow;
}

三、合并两个有序链表

题目描述

LeetCode.21 合并两个有序链表
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。

解题思路

创建一个新的链表头结点，依次比较传入的两个链表的大小，取其中的较小值尾插到新链表头结点后，并且让取出结点的那个链表的指针向后走一步再继续比较；循环此过程，当一个链表走到尾结束。
注意：当一个链表走完，另一个链表不一定走完，所以需要尾插剩下的那个链表。

代码实现

struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2){struct ListNode* cur1 = list1;struct ListNode* cur2 = list2;struct ListNode* head = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));struct ListNode* cur = head;head->next = NULL;while(cur1 && cur2){if(cur1->val < cur2->val){cur->next = cur1;cur1 = cur1->next;cur = cur->next;}else{cur->next = cur2;cur2 = cur2->next;cur = cur->next;} }if(cur1){cur->next = cur1;}if(cur2){cur->next = cur2;}cur = head->next;free(head);head = NULL;return cur;
}

四、链表分割

题目描述

牛客.CM11 链表分割
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。

解题思路

创建两个链表带头结点的链表 less 和 greater ,遍历传入的链表，小于 x 的结点尾插到 less 链表 当中，大于 x 的结点尾插到 greater 链表当中；遍历完链表，把greater中的结点尾插到less链表即可。
假设 x = 5:

代码实现

class Partition {
public:ListNode* partition(ListNode* pHead, int x) {// write code herestruct ListNode *less,*greater,*cur,*lesshead,*greaterhead;less = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));greater = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));lesshead = less;greaterhead = greater;cur = pHead;while(cur){if(cur->val < x){less->next = cur;less = less->next;}else{greater->next = cur;greater = greater->next;}cur = cur->next;}greater->next = NULL;less->next = greaterhead->next;less =  lesshead;greater = greaterhead;lesshead = lesshead->next;free(less);free(greater);less = greater = NULL;return lesshead;}
};

五、链表的回文结构

题目描述

牛客.OR36 链表的回文结构
对于一个链表，请设计一个时间复杂度为 O(n) ,额外空间复杂度为 O(1) 的算法，判断其是否为回文结构。

给定一个链表的头指针A，请返回一个 bool 值，代表其是否为回文结构。保证链表长度小于等于900。

测试样例：

解题思路

通过上图可以看出，回文链表的前半段和后面的恰好相反,因为单向链表是单向的不能从链表两边往中间走；根据回文的特点，我们把后半段链表反转，然后一个指针从头部开始，一个指针从链表尾部开始，依次比较其结点的值是否相等当两个指针中间没有元素时，则表示链表是回文结构。
注意：这种思路会破坏原先链表的结构。
偶数项：

奇数项：

代码实现

struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head){struct ListNode* fast = head;struct ListNode* slow = head;while(fast && fast->next){fast = fast->next->next;slow = slow->next;}return slow;}struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head){struct ListNode* cur = head;if(head == NULL ){return head;}else if(head->next == NULL){return head;}struct ListNode* ptr = head->next;cur->next = NULL;while(ptr){struct ListNode* tmp = ptr->next;ptr->next = cur;cur = ptr;ptr = tmp;}return cur;}class PalindromeList {public:bool chkPalindrome(ListNode* phead) {// write code herestruct ListNode* cur = phead;struct ListNode* mid = middleNode(phead);struct ListNode* rmid = reverseList(mid);while(rmid){if(cur->val != rmid->val){return false;}cur = cur->next;rmid = rmid->next;}return true;}
};

总结

通过这些题目，学习了链表相关试题一些比较常用的方法：

1. 双指针
2. 快慢指针

并且在一些题目中，创建一个头结点可以很好地帮我们解决一些麻烦。