Python力扣刷题03-移除链表元素&设计链表&反转链表

向右看齐 2023-09-28 23:19 15阅读 0赞

## Python力扣刷题Day03-移除链表元素&设计链表&反转链表 ##

### 203.移除链表元素 ###

题目链接： [https://leetcode.cn/problems/remove-linked-list-elements/][https_leetcode.cn_problems_remove-linked-list-elements]

题目描述: 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** 。

案例:

输入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6
    输出：[1,2,3,4,5]
    
    输入：head = [], val = 1
    输出：[]

实现:

# Definition for singly-linked list.
    # class ListNode:
    #     def __init__(self, val=0, next=None):
    #         self.val = val
    #         self.next = next
    class Solution:
        def removeElements(self, head: Optional[ListNode], val: int) -> Optional[ListNode]:
            dump_head = ListNode(next=head)  #添加的一个虚拟头节点
            cur = dump_head
            # 需要限制节点不为空
            while(cur.next != None):
                if(cur.next.val == val):
                    cur.next = cur.next.next #删除cur.next节点
                else:
                    cur = cur.next
            return dump_head.next

### 707.设计链表 ###

题目链接: [https://leetcode.cn/problems/design-linked-list/][https_leetcode.cn_problems_design-linked-list]

题目描述: 设计链表的实现。您可以选择使用单链表或双链表。单链表中的节点应该具有两个属性：val 和 next。val 是当前节点的值，next 是指向下一个节点的指针/引用。如果要使用双向链表，则还需要一个属性 prev 以指示链表中的上一个节点。假设链表中的所有节点都是 0-index 的。

在链表类中实现这些功能：

get(index)：获取链表中第 index 个节点的值。如果索引无效，则返回-1。  
addAtHead(val)：在链表的第一个元素之前添加一个值为 val 的节点。插入后，新节点将成为链表的第一个节点。  
addAtTail(val)：将值为 val 的节点追加到链表的最后一个元素。  
addAtIndex(index,val)：在链表中的第 index 个节点之前添加值为 val 的节点。如果 index 等于链表的长度，则该节点将附加到链表的末尾。如果 index 大于链表长度，则不会插入节点。如果index小于0，则在头部插入节点。  
deleteAtIndex(index)：如果索引 index 有效，则删除链表中的第 index 个节点。

需要实现的功能汇总:

*  获取第index个节点的值
 *  头部插入节点
 *  尾部插入节点
 *  第index个节点前插入节点
 *  删第index个节点

案例:

MyLinkedList linkedList = new MyLinkedList();
    linkedList.addAtHead(1);
    linkedList.addAtTail(3);
    linkedList.addAtIndex(1,2);   //链表变为1-> 2-> 3
    linkedList.get(1);            //返回2
    linkedList.deleteAtIndex(1);  //现在链表是1-> 3
    linkedList.get(1);            //返回3

实现:

# 定义单链表
    class Node:
        def __init__(self,val):
            # val:表示数据元素的值，next表示后继指针
            self.val = val
            self.next = None
    
    class MyLinkedList:
    
        def __init__(self):
            self._head = Node(0) #虚拟头部节点
            self._count = 0 #添加的节点数，目的统计节点
        
        def get(self, index: int) -> int:
            # 获取到第index个节点数值，如果index是非法数值直接返回-1， 
            # 注意index是从0开始的，第0个节点就是头结点
            if 0 <=index <self._count:
                node = self._head
                for _ in range(index + 1):
                    node = node.next
                return node.val
            else:
                # <0或者大于本身的长度返回-1
                return -1
    
        def addAtHead(self, val: int) -> None:
            self.addAtIndex(0,val)
    
        def addAtTail(self, val: int) -> None:
            self.addAtIndex(self._count,val)
    
    
        def addAtIndex(self, index: int, val: int) -> None:
            if index <0 :
                index = 0
            elif index > self._count:
                return
            # 计数累加
            self._count += 1
    
            add_node = Node(val)
            prev_node,current_node = None,self._head
    
            for _ in range(index +1):
                prev_node,current_node = current_node,current_node.next
            else:
                prev_node.next,add_node.next = add_node,current_node
    
            
        def deleteAtIndex(self, index: int) -> None:
            if 0<= index < self._count:
                self._count -=1
                prev_node,current_node = None,self._head
                for _ in range(index + 1):
                    prev_node,current_node = current_node,current_node.next
                else:
                    prev_node.next,current_node.next = current_node.next,None

### 206.反转链表 ###

题目链接: [https://leetcode.cn/problems/reverse-linked-list/][https_leetcode.cn_problems_reverse-linked-list]

题目描述: 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。

案例:

![在这里插入图片描述][8c8d007a8e1b49bbb30df84827715622.png]

输入：head = [1,2,3,4,5]
    输出：[5,4,3,2,1]

思路:

我们可以定义两个指针，第一个指针叫 pre，最初是指向 null 的。  
第二个指针 cur 指向 head，然后不断遍历 cur。

然后开始反转,这里还需要把cur --> next 节点用tmp指针临时保存 , 因为下一步反转将cur -->next 指向它后面的pre

接下来进行循环迭代,继续移动pre和cur指针,每次迭代到 cur，都将 cur 的 next 指向 pre，然后 pre 和 cur 前进一位。  
最后cur 指向null ，循环结束,反转结束 ,pre 就是最后一个节点了,此时 return pre

![在这里插入图片描述][81de69f5f9414683a60f25bef9a91351.gif]

实现:

# 双指针法
    class Solution:
        def reverseList(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
            cur = head
            pre = None
            while(cur != None):
                temp = cur.next #临时保存cur的下一个节点
                cur.next = pre  # 反转,cur --> next
                # 更新pre、cur指针
                pre = cur
                cur = temp
            return pre

[https_leetcode.cn_problems_remove-linked-list-elements]: https://leetcode.cn/problems/remove-linked-list-elements/
[https_leetcode.cn_problems_design-linked-list]: https://leetcode.cn/problems/design-linked-list/
[https_leetcode.cn_problems_reverse-linked-list]: https://leetcode.cn/problems/reverse-linked-list/
[8c8d007a8e1b49bbb30df84827715622.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/8c8d007a8e1b49bbb30df84827715622.png
[81de69f5f9414683a60f25bef9a91351.gif]: https://img-blog.csdnimg.cn/81de69f5f9414683a60f25bef9a91351.gif