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链表理论基础
❤️链表增删的时间复杂度都是
O
(
1
)
O(1)
O(1)，适合动态增删；查询时间复杂度
O
(
N
)
O(N)
O(N)不适合查询
🧡链表在内存中离散分布
做题的方法总结：
1️⃣ 虚拟头结点：链表的结构就决定了要想操作某一节点就要知道前面的一个节点，但是头结点是没有前一个节点的，如果不想特殊化处理头节点，可以引入一个虚拟头节点，目的是让头节点也变成一般节点
2️⃣创建的cur指针指向要被操作的节点的前一个节点
3️⃣插入新节点时：要先连接后一个节点，再断开前一个节点
4️⃣改变某一个节点的指向时：要先使用temp指针保存该节点的下一节点，否则会造成后续节点丢失
203. 移除链表元素
题目链接：link
1、题目描述
2、思路
链表移除某一个节点只需要将上一个节点的next指针指向下一个节点就行了
但是如果要移除头节点，头结点可是没有上一个节点的，所以要把头节点直接指向头节点的下一节点。
所以就要把所有节点分成两种情况：是头节点和不是头结点
但是也可以用一种情况来实现删除操作：加入虚拟头结点 ，这样头结点也变成了一般节点。
3、code
class Solution:
def removeElements(self, head: Optional[ListNode], val: int) -> Optional[ListNode]:
# 使用虚拟头结点
dummyhead = ListNode(-1) # 首先初始化虚拟头结点
dummyhead.next = head # 让虚拟头结点的next指针指向头节点，这样就把头节点的处理变成了一般节点的处理
cur = dummyhead # 令cur表示要删除的节点的前一个节点
while cur.next != None:
if cur.next.val == val:
cur.next = cur.next.next
else:
cur = cur.next
return dummyhead.next
❤️使用dummyhead保持在链表的最开始不动，cur来移动删除节点，最后返回dummyhead.next
💜 为啥不使用head？因为haed的值可能等于val，也会被删除
4、复杂度分析
1️⃣ 时间复杂度：
O
(
N
)
O(N)
O(N)
2️⃣ 空间复杂度：
O
(
1
)
O(1)
O(1)
707. 设计链表
题目链接：link
1、题目描述
2、思路
1️⃣ 插入节点：先连接后面的节点，再连接前面的节点
2️⃣删除节点：指针要指向被删除节点的前一个节点
3、code
class LinkNode:
def __init__(self,val,next):
self.val = val
self.next = None
class MyLinkedList:
def __init__(self):
self.dummyhead = LinkNode(-1,None)
self.size = 0
# def print(self):
# cur = self.dummyhead
# for i in range(self.size):
# print(cur.next.val)
# cur = cur.next
def get(self, index: int) -> int:
if index >= self.size:
return -1
# 如果链表是1,2,3，返回index = 1，就是2
cur = self.dummyhead.next
for i in range(0,index):
cur = cur.next
return cur.val
def addAtHead(self, val: int) -> None:
new_node = LinkNode(val,None)
new_node.next = self.dummyhead.next
self.dummyhead.next = new_node
self.size += 1
return
def addAtTail(self, val: int) -> None:
self.addAtIndex(self.size,val)
return
def addAtIndex(self, index: int, val: int) -> None:
if index > self.size:
return
# 原来是1,3，加入index = 1
cur = self.dummyhead
for i in range(index):
cur = cur.next
new_node = LinkNode(val,None)
new_node.next = cur.next
cur.next = new_node
self.size += 1
return
def deleteAtIndex(self, index: int) -> None:
if index >= self.size:
return
# 链表是1,2,3，删除index = 1，链表变成1,3
cur = self.dummyhead
for i in range(index):
cur = cur.next
cur.next = cur.next.next
self.size -= 1
return
# Your MyLinkedList object will be instantiated and called as such:
# obj = MyLinkedList()
# param_1 = obj.get(index)
# obj.addAtHead(val)
# obj.addAtTail(val)
# obj.addAtIndex(index,val)
# obj.deleteAtIndex(index)
206. 反转链表
题目链接：link
1、题目描述
2、思路
双指针
3、code
class Solution:
def reverseList(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
# 双指针方法
# 首先初始化双指针
cur = head # 先保存头结点
pre = None # 因为头节点的反转下一个节点就是空节点
# 之后就是一节一节的反转链表，直到cur指向Null
while cur != None:
temp = cur.next # 如果反转链表的next指向的话，会使得正向的指针消失，所以要先保存一下
cur.next = pre # 反转
pre = cur # 要先后移pre
cur = temp # 后移动cur
return pre
4、复杂度分析
1️⃣ 时间复杂度：
O
(
N
)
O(N)
O(N)
2️⃣ 空间复杂度：
O
(
1
)
O(1)
O(1)
