劍指offer題目系列三（鏈表相關題目）

        本篇延續上一篇劍指offer題目系列二，介紹《劍指offer》第二版中的四個題目：O(1)時間內刪除鏈表結點、鏈表中倒數第k個結點、反轉鏈表、合併兩個排序的鏈表。一樣，這些題目並不是嚴格按照書中的順序展現的，而是按本身學習的順序，每一個題目包含了分析和代碼。

        九、O(1)時間內刪除鏈表結點

        題目：

        在O(1)時間內刪除鏈表結點。給定單鏈表的頭指針和一個結點指針，定義一個方法在O(1)時間內刪除該結點。

        單鏈表的定義以下：

     

        解答：

        單向鏈表刪除一個結點，最直觀的想法是從鏈表的頭結點開始順序遍歷查找要刪除的結點，而後刪除該結點，這種作法的時間複雜度爲O(n)，顯然不知足本題要求。若是咱們把下一個結點的信息複製到要刪除的結點上，覆蓋原有內容，再把下一個結點刪除，這樣就至關於把該結點刪除了，本題解法基於這種方式。

        首先把要刪除的結點（i）的下一個結點（j）的信息複製到結點i，而後把i指向它的下下個結點（即j的下一個結點），而後再把結點j刪除，這樣就把i刪除了。有兩個特殊狀況：若是要刪除的結點i所在的鏈表中只有一個結點，那麼將其置空（null）便可；若是要刪除的結點i是鏈表尾部的最後一個結點，這就須要從鏈表的頭結點開始，順序遍歷鏈表到該結點，而後將其置空（null），完成刪除。

        代碼：

      

        能夠看到，刪除頭結點和中間結點的時間複雜度爲O(1)，而刪除尾結點的時間複雜度爲O(n)，但總的平均時間複雜度仍是O(1)，符合要求。

        十、鏈表中倒數第k個結點

        題目：

        輸入一個鏈表，輸出該鏈表中倒數第k個結點。按大多數人的習慣，設鏈表的尾結點爲倒數第一個結點。

        單鏈表的定義以下：

     

        解答：

        本題採用快慢指針的思想，能夠定義兩個指針。第一個指針從鏈表的頭結點開始遍歷k-1個結點，第二個指針保持不動；當第一個結點遍歷到第k個結點時，第二個結點從鏈表的頭結點開始遍歷，兩個指針的距離始終保持k-1。當第一個指針遍歷到鏈表的尾結點時，此時第二個指針所在的位置正是倒數第k個結點的位置。須要注意的是鏈表不能爲空（null），同時k不能大於鏈表長度。

        代碼：

     

        十一、反轉鏈表

        題目：

        定義一個方法，輸入一個鏈表的頭結點，反轉該鏈表並輸出反轉後鏈表的頭結點。

        單鏈表的定義以下：

     

        解答：

        本題須要知道三個結點，即當前結點（node）、當前結點的前一個結點（preNode）、當前結點的下一個結點（nextNode）。

        反轉時，將當前結點（node）的下一個結點指向其前一個結點（preNode），這樣當前結點（node）與其原來的下一個結點（nextNode）之間發生了斷裂，因此須要保存其原來的下一個結點（nextNode）信息。而後將當前結點賦值給前一個結點（preNode），下一個結點賦值給當前結點……以此類推，直到下一個結點爲空，此時當前結點就是反轉後鏈表的頭結點。

        代碼：

       

        十二、合併兩個排序的鏈表

        題目：

        輸入兩個遞增排序的鏈表，合併這兩個鏈表並使新鏈表中的結點仍然是遞增排序的。

        例如：輸入鏈表1：1->3->5->7

                      鏈表2：2->4->6->8

                  返回鏈表：1->2->3->4->5->6->7->8

        單鏈表的定義以下：

     

        解答：

        本題採用遞歸方法，利用歸併的思想。

        首先定義一個新鏈表（newList），存放合併後的數據。而後分別遍歷兩個鏈表（list1和list2）的頭結點，比較其大小。若是list1的頭結點小於等於list2的頭結點，則將list1的頭結點添加到新鏈表中（newList），而後將list1頭結點的下一個結點與list2的頭結點做爲參數，執行本方法（即遞歸）；反過來若是list1的頭結點大於list2的頭結點，則將list2的頭結點添加到新鏈表中（newList），而後將list1的頭結點與list2頭結點的下一個結點做爲參數，執行本方法（即遞歸）……以此類推，不斷遞歸，直到list1或list2爲空，而後將另外一個列表剩餘結點直接放到新鏈表中便可。

        例如題目中兩個鏈表第一次比較時，list1的頭結點1小於list2的頭結點2，故list1頭結點1放入newList中；而後list1頭結點的下一個結點3大於list2的頭結點2，故list2頭結點2放入newList中；而後list1頭結點的下一個結點3小於list2頭結點的下一個結點4，故list1頭結點的下一個結點3放入newList中……

        代碼：

      

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