代码随想录算法训练营第四天 | 24. 两两交换链表中的节点、19. 删除链表的倒数第N个节点、160.链表相交、142.环形链表II

9-24.两两交换链表中的节点

给你一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题（即，只能进行节点交换）。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4]
输出：[2,1,4,3]

示例 2：

输入：head = []
输出：[]

示例 3：

输入：head = [1]
输出：[1]

提示：

• 链表中节点的数目在范围 [0, 100] 内
• 0 <= Node.val <= 100

其实看懂之后发现也是一个基础题，重点是不要产生空指针，并且不要错误链接，保证正常连接到next就行了。

首先是普通的迭代代码：

class Solution {
public:
    ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
        ListNode* DummyHead = new ListNode(0);
        DummyHead->next = head;
        ListNode* cur = DummyHead;
        while(cur->next != NULL && cur->next->next != NULL){
            ListNode* tmp1 = cur->next;
            ListNode* tmp2 = cur->next->next->next;
            cur->next = cur->next->next;
            cur->next->next = tmp1;
            tmp1->next = tmp2;
            cur = cur->next->next;
        }
        return DummyHead->next;
    }
};

使用双指针法迭代：

class Solution {
public:
    ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
        ListNode* DummyHead = new ListNode(0);
        DummyHead->next = head;
        ListNode* right = DummyHead->next;
        ListNode* left = DummyHead;
        while(left!= NULL && right != NULL && right->next != NULL){
            left->next = right->next;
            right->next = left->next->next;
            left->next->next = right;
            left = right;
            right = left->next;
        }
        return DummyHead->next;
    }
};

这里左右指针非常容易晕，建议配合卡哥的图片来理解，这里引用一下卡哥的图片：

在while循环中虽然最后看似left只移动了一位，而right移动了两位，但如果去掉原来的指向，切换为更改后的指向，我们可以发现双指针同时向后移动了两位。

下面是递归法，递归法的代码总是更简洁一些，但确实要思考一些时间。

class Solution {
public:
    ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
        //递归结束条件：头节点不存在或头节点的下一个节点不存在。此时不需要交换，直接返回head
        if(!head||!head->next){
            return head;
        }
        struct ListNode *newHead = head->next;
         //创建一个节点指针类型保存头结点下一个节点
        head->next = swapPairs(newHead->next);
        //更改头结点+2位节点后的值，并将头结点的next指针指向这个更改过的list
        newHead->next = head;
        //将新的头结点的next指针指向老的头节点
        return newHead;
    }
};

10-19.删除链表的倒数第N个节点

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

进阶：你能尝试使用一趟扫描实现吗？

使用一趟扫描我们用双指针进行，首先让快指针先走到n+1位置，这样慢指针过来删除后正好退出循环，也就是只扫描一次。当fast指向末尾时删除慢指针的next。代码如下：

class Solution {
public:
    ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
        ListNode* dummyHead = new ListNode(0);
        dummyHead->next = head;
        ListNode* fast = dummyHead;
        ListNode* slow = dummyHead;
        n++;
        while(n-- && fast != NULL){
            fast = fast->next;
        }
        while(fast!= NULL){
            fast = fast->next;
            slow = slow->next;
        }
        ListNode* tmp = slow->next;
        slow->next = slow->next->next;
        delete tmp;
        return dummyHead->next;
    }
};

11-160.链表相交

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。如果两个链表没有交点，返回 null 。

图示两个链表在节点 c1 开始相交：

题目数据 保证 整个链式结构中不存在环。

注意，函数返回结果后，链表必须 保持其原始结构 。

重点是相交的定义，是后续节点都相同，也就是说不能是交叉的。这样就可以先截取较长的链表与较短链表相同长度的后半部分进行比较了。代码如下：

class Solution {
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
        ListNode* curA = headA;
        ListNode* curB = headB;
        int lenA = 0, lenB = 0;
        while(curA != NULL){
            lenA++;
            curA = curA->next;
        }
        while(curB != NULL){
            lenB++;
            curB = curB->next;
        }
        curA = headA;
        curB = headB;
        if(lenB > lenA){
            swap(lenA,lenB);
            swap(curA,curB);  
        }
        int gap = lenA - lenB;
        while(gap--){
            curA = curA->next;
        }
        while(curA!=NULL){
            if(curA == curB){
                return curA;
            }
            curA = curA->next;
            curB = curB->next;
        }
        return NULL;
    }
};

12-142.环形链表II

给定一个链表的头节点  head ，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。

不允许修改 链表。

class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        ListNode* fast = head;
        ListNode* slow = head;
        while(fast != NULL && fast->next != NULL){//快慢指针寻找相遇点
            fast = fast->next->next;
            slow = slow->next;
            if(fast == slow){//相遇了，开始测量距离
                ListNode* index1 = fast;
                ListNode* index2 = head;
                while (index1 != index2){
                    index1 = index1->next;
                    index2 = index2->next;
                }
                return index2;
            }
        }
        return NULL;
    }
};

有点类似小学数学的相遇问题，但使用代码实现需要先理清思路。快慢指针速度只差1可以保证能够在第一圈必定相遇。

后续复习的时候回去看下代码随想录的思路就好。

看着好像列了很多式子，但其实最后用代码实现起来不是很复杂。