用 javascript 分类刷 leetcode15. 链表 (图文视频讲解)
链表操作如下图:
时间复杂度:
prepend:
O(1)
append: 如果已知尾节点
O(1)
,否则需要遍历到尾节点,然后加入新节点O(n)
insert: 插入到已知节点的后面
O(1)
,需要先查找后插入O(n)
lookup:
O(n)
Delete:删除已知节点
O(1)
,需要先查找后删除O(n)
19. 删除链表的倒数第 N 个结点 (medium)
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 sz1 <= sz <= 300 <= Node.val <= 1001 <= n <= sz
进阶:你能尝试使用一趟扫描实现吗?
方法 1:栈
思路:循环链表,将所有的节点入栈,然后在弹出栈 n 次,就是我们需要删除的节点
复杂度:时间复杂度
O(L)
,L 是链表的长度,空间复杂度O(L)
。
方法 2:遍历 2 次
思路:遍历一次链表的到链表的长度 L,在重头遍历到
L-n+1
的位置就是需要删除的节点。复杂度:时间复杂度
O(L)
,L 是链表的长度,空间复杂度O(1)
方法 3:遍历 1 次
思路:新建 dummy 节点指向 head,指针 n1,n2 指向 head,循环 n2 指针到 n 的位置,然后在同时移动 n1,n2,直到结尾,n1,n2 的距离是 n,此时 n1 的位置就是需要删除元素的位置
复杂度:时间复杂度
O(L)
,L 是链表的长度,空间复杂度O(1)
js:
206. 反转链表(easy)
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。
示例 1:
输入:head = [1,2,3,4,5]输出:[5,4,3,2,1]示例 2:
输入:head = [1,2]输出:[2,1]示例 3:
输入:head = []输出:[]
提示:
链表中节点的数目范围是 [0, 5000]-5000 <= Node.val <= 5000
方法 1.头插法:
思路:准备一个临时节点,然后遍历链表,准备两个指针 head 和 next,每次循环到一个节点的时候,将
head.next
指向temp.next
,并且将temp.next
指向 head,head 和 next 向后移一位。复杂度分析:时间复杂度:
O(n)
, n 为链表节点数,空间复杂度:O(1)
js:
方法 2.迭代法:
思路: 遍历链表,准备 prev,curr,next 三个指针,在遍历的过程中,让当前指针
curr.next
指向前一个指针 prev,然后不断让 prev,curr,next 向后移动,直到 curr 为 null复杂度分析:时间复杂度:
O(n)
, n 为链表节点数,空间复杂度:O(1)
js:
方法 3.递归:
思路:用递归函数不断传入
head.next
,直到head==null
或者heade.next==null
,到了递归最后一层的时候,让后面一个节点指向前一个节点,然后让前一个节点的 next 置为空,直到到达第一层,就是链表的第一个节点,每一层都返回最后一个节点。复杂度分析:时间复杂度:
O(n)
,n 是链表的长度。空间复杂度:O(n)
, n 是递归的深度,递归占用栈空间,可能会达到 n 层
js:
2. 两数相加 (medium)
给你两个 非空 的链表,表示两个非负的整数。它们每位数字都是按照 逆序 的方式存储的,并且每个节点只能存储 一位 数字。
请你将两个数相加,并以相同形式返回一个表示和的链表。
你可以假设除了数字 0 之外,这两个数都不会以 0 开头。
示例 1:
输入:l1 = [2,4,3], l2 = [5,6,4]输出:[7,0,8]解释:342 + 465 = 807.示例 2:
输入:l1 = [0], l2 = [0]输出:[0]示例 3:
输入:l1 = [9,9,9,9,9,9,9], l2 = [9,9,9,9]输出:[8,9,9,9,0,0,0,1]
提示:
每个链表中的节点数在范围 [1, 100] 内 0 <= Node.val <= 9 题目数据保证列表表示的数字不含前导零
思路:循环两个链表,计算每个节点相加的和在加进位,然后计算进位,处理最后一次的进位。
复杂度:时间复杂度
O(max(m,n))
,循环的次数是链表较长的那个。空间复杂度O(1)
js:
146. LRU 缓存机制 (medium)
请你设计并实现一个满足 LRU (最近最少使用) 缓存 约束的数据结构。实现 LRUCache 类:LRUCache(int capacity) 以 正整数 作为容量 capacity 初始化 LRU 缓存 int get(int key) 如果关键字 key 存在于缓存中,则返回关键字的值,否则返回 -1 。void put(int key, int value) 如果关键字 key 已经存在,则变更其数据值 value ;如果不存在,则向缓存中插入该组 key-value 。如果插入操作导致关键字数量超过 capacity ,则应该 逐出 最久未使用的关键字。函数 get 和 put 必须以 O(1) 的平均时间复杂度运行。
示例:
输入["LRUCache", "put", "put", "get", "put", "get", "put", "get", "get", "get"][[2], [1, 1], [2, 2], [1], [3, 3], [2], [4, 4], [1], [3], [4]]输出[null, null, null, 1, null, -1, null, -1, 3, 4]
解释 LRUCache lRUCache = new LRUCache(2);lRUCache.put(1, 1); // 缓存是 {1=1}lRUCache.put(2, 2); // 缓存是 {1=1, 2=2}lRUCache.get(1); // 返回 1lRUCache.put(3, 3); // 该操作会使得关键字 2 作废,缓存是 {1=1, 3=3}lRUCache.get(2); // 返回 -1 (未找到)lRUCache.put(4, 4); // 该操作会使得关键字 1 作废,缓存是 {4=4, 3=3}lRUCache.get(1); // 返回 -1 (未找到)lRUCache.get(3); // 返回 3lRUCache.get(4); // 返回 4
提示:
1 <= capacity <= 30000 <= key <= 100000 <= value <= 105 最多调用 2 * 105 次 get 和 put
思路:准备一个哈希表和双向链表存储键值对,哈希表 O(1)就能查找到键值对,双向链表方便从链表头部新增节点,也可以从队尾删除节点
get 的时候,查找哈希表中有没有该键值对,不存在就返回-1,存在就返回该节点的值,并且将该节点移动到链表的头部
put 的时候,查找哈希表中有没有该键值对,如果存在就更新该节点,并且移动到链表的头部,不存在就创建一个节点,加入到哈希表和链表的头部,并且让节点数
count+1
,如果超出容量,就从队尾删除一个节点复杂度:put、get 时间复杂度都是
O(1)
,空间复杂度O(c)
,c 是 LRU 的容量
js:
328. 奇偶链表 (medium)
给定单链表的头节点 head ,将所有索引为奇数的节点和索引为偶数的节点分别组合在一起,然后返回重新排序的列表。
第一个节点的索引被认为是 奇数 , 第二个节点的索引为 偶数 ,以此类推。
请注意,偶数组和奇数组内部的相对顺序应该与输入时保持一致。
你必须在 O(1) 的额外空间复杂度和 O(n) 的时间复杂度下解决这个问题。
示例 1:
输入: head = [1,2,3,4,5]输出: [1,3,5,2,4]示例 2:
输入: head = [2,1,3,5,6,4,7]输出: [2,3,6,7,1,5,4]
提示:
n == 链表中的节点数 0 <= n <= 104-106 <= Node.val <= 106
思路:奇偶指针循环链表,奇数指针不断串连奇数节点,偶数指针不断串连偶数节点,最后奇数指针的结尾连接偶数节点的开始
复杂度:时间复杂度
O(n)
,空间复杂度O(1)
js:
203. 移除链表元素 (easy)
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 。
示例 1:
输入:head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6 输出:[1,2,3,4,5]示例 2:
输入:head = [], val = 1 输出:[]示例 3:
输入:head = [7,7,7,7], val = 7 输出:[]
提示:
列表中的节点数目在范围 [0, 104] 内 1 <= Node.val <= 500 <= val <= 50
方法 1.递归
思路:递归调用函数 removeElements,传入
head.next
和 val,如果当前元素值是 val,则返回下一个元素,否则直接返回当前元素复杂度:时间复杂度
O(n)
,n 是链表的长度,空间复杂度是O(n)
,递归栈的深度,最大为 n
js:
方法 2.迭代
思路:创建 dummy 节点,将 dummy 节点的 next 指向 head,temp 指向 dummy,当 temp 的 next 不为 null 不断移动 temp 指针,当 temp 的 next 值是要删除的 则删除该节点
复杂度:时间复杂度
O(n)
,n 是链表的长度,空间复杂度是O(1)
js:
237. 删除链表中的节点(easy)
有一个单链表的 head,我们想删除它其中的一个节点 node。
给你一个需要删除的节点 node 。你将 无法访问 第一个节点 head。
链表的所有值都是 唯一的,并且保证给定的节点 node 不是链表中的最后一个节点。
删除给定的节点。注意,删除节点并不是指从内存中删除它。这里的意思是:
给定节点的值不应该存在于链表中。链表中的节点数应该减少 1。node 前面的所有值顺序相同。node 后面的所有值顺序相同。自定义测试:
对于输入,你应该提供整个链表 head 和要给出的节点 node。node 不应该是链表的最后一个节点,而应该是链表中的一个实际节点。我们将构建链表,并将节点传递给你的函数。输出将是调用你函数后的整个链表。
示例 1:
输入:head = [4,5,1,9], node = 5 输出:[4,1,9]解释:指定链表中值为 5 的第二个节点,那么在调用了你的函数之后,该链表应变为 4 -> 1 -> 9 示例 2:
输入:head = [4,5,1,9], node = 1 输出:[4,5,9]解释:指定链表中值为 1 的第三个节点,那么在调用了你的函数之后,该链表应变为 4 -> 5 -> 9
提示:
链表中节点的数目范围是 [2, 1000]-1000 <= Node.val <= 1000 链表中每个节点的值都是 唯一 的需要删除的节点 node 是 链表中的节点 ,且 不是末尾节点
思路:将要删除节点的下一个节点的值覆盖自己的值,然后让当前节点指向下一个节点的 next
复杂度:时间复杂度和空间复杂度都是
O(1)
js:
24. 两两交换链表中的节点 (medium)
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
方法 1.递归:
思路:用递归函数不断传入链表的下一个节点,终止条件是
head === null|| head.next === null
,也就是至少存在两个节点进行两两交换,在最后一层的时候开始两两反转,让当前递归层的head.next
指向交换后返回的头节点,然后让反转后的新的头节点指向当前层的 head 的节点,这样就实现了两两交换,最后返回反转后链表的头节点复杂的分析:时间复杂度
O(n)
, n 是链表的节点数量。空间复杂度O(n)
,n
是递归调用的栈空间
js:
方法 2.循环(虚拟头节点)
思路:设置虚拟头节点 dummyHead,让
dummyHead.next
指向 head,当temp.next !== null && temp.next.next !== null
的时候,也就是 dummyHead 后面存在至少两个节点,才开始两两交换节点。交换之前准备三个指针 temp 指向 dummyHead,node1 是 dummyHead 后面的第一个节点,node2 是 dummyHead 后的第二个节点,交换的时候让temp.next
指向 node2,node1.next
指向node2.next
,node2.next
指向 node1,每次循环迭代让这三个节点后移一个节点,最后返回dummyHead.next
,核心步骤是复杂的分析:时间复杂度
O(n)
, n 是链表的节点数量。空间复杂度O(1)
,
Js:
21. 合并两个有序链表 (easy)
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。
示例 1:
输入:l1 = [1,2,4], l2 = [1,3,4]输出:[1,1,2,3,4,4]示例 2:
输入:l1 = [], l2 = []输出:[]示例 3:
输入:l1 = [], l2 = [0]输出:[0]
提示:
两个链表的节点数目范围是 [0, 50]-100 <= Node.val <= 100l1 和 l2 均按 非递减顺序 排列
方法 1.递归
思路:递归合并节点,当前节点谁小,就让这个较小的节点的 next 和另一个链表继续递归合并,直到两个链表有一个的 nxet 不存在了,那就没法分割问题了,只能返回
复杂度:时间复杂度
O(m+n)
,m、n 为两个链表的长度,每次递归排除掉一个节点,总递归次数是m+n
。空间复杂度O(m+n)
,递归栈空间
js:
方法 2.迭代
思路:设立虚拟头节点 prehead,prev 节点初始指向 prehead,循环两个链表,两个链表中小的节点接在 prev 的后面,不断移动 prev,最后返回
prehead.next
复杂度:时间复杂度
O(m+n)
,m、n 为两个链表的长度,循环m+n
次。空间复杂度O(1)
js:
92. 反转链表 II(medium)
给你单链表的头指针 head 和两个整数 left 和 right ,其中 left <= right 。请你反转从位置 left 到位置 right 的链表节点,返回 反转后的链表 。
示例 1:
输入:head = [1,2,3,4,5], left = 2, right = 4 输出:[1,4,3,2,5]示例 2:
输入:head = [5], left = 1, right = 1 输出:[5]
提示:
链表中节点数目为 n1 <= n <= 500-500 <= Node.val <= 5001 <= left <= right <= n
方法 1
思路:切断 left 到 right 的子链,然后反转,最后在反向连接
复杂度:时间复杂度
O(n)
,空间复杂度O(1)
js:
方法 2
思路:从 left 遍历到 right,在遍历的过程中反转链表
复杂度:时间复杂度
O(n)
,空间复杂度O(1)
js:
视频讲解:传送门
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