字节跳动+百度+阿里巴巴高频面试题之链表专题（二）

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本节目标

• 1、逆置一个单链表。（2020年阿里巴巴二面原题）

• 2、判断单链表是否是回文结构。（2019年字节跳动二面原题）

• 3、删除一个有序单链表中的重复节点。（2019年字节跳动二面原题）

• 4、复杂链表的复制。（2020年百度二面原题）

1、逆置一个单链表。

OJ链接：https://leetcode-cn.com/problems/reverse-linked-list/description/

高频考察的大厂云图：

解题思路：

1. 三指针翻转法：记录连续的三个节点，原地修改节点指向的方向。
2. 头插法：取下原链表的每个节点都进行头插到新链表。

代码实现：

// 三个指针翻转的思路
/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        // 链表为空或者只有一个节点不需要翻转
        if(head == NULL || head->next == NULL)
            return head;

        ListNode* n1, *n2, *n3;
        n1 = NULL;
        n2 = head;
        n3 = n2->next;

        //中间节点不为空，继续修改指向
        while(n2)
        {
            //中间节点指向反转
            n2->next = n1;

            //更新三个连续的节点
            n1 = n2;
            n2 = n3;

            // 需要注意到最后两个节点时，n3已经为空
            if(n3)
                n3 = n3->next;
        }

        //返回新的头
        return n1;
    }
};

// 头插的思路
/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode* newhead = NULL;
        ListNode* cur = head;
        while(cur)
        {
            struct ListNode* next = cur->next;
            //头插新节点，更新头
            cur->next = newhead;
            newhead = cur;
            cur = next;
        }

        return newhead;
    }
};

2、判断单链表是否是回文结构。

OJ链接：https://www.nowcoder.com/practice/d281619e4b3e4a60a2cc66ea32855bfa?tpId=49&&tqId=29370&rp=1&ru=/activity/oj&qru=/ta/2016test/question-ranking

高频考察的大厂云图：

解题思路：

需要注意本题要求了复杂度为O(N)，空间复杂度为O(1)

1、本题说明了链表的长度小于900，所以这里我们可以开辟一个900个空间的数组，将链表的数据放到数组中再进行判断。这种方法虽然能过OJ，但是实际面试中是不符合面试官的要求的。

2、通过slow走一步，fast走两步，找到中间节点。然后将后半段链表反转，反转后的链表跟原链表对比是否相同，相同则是回文结构。这样写才满足上面的对复杂度的要求。

代码实现：

/*
此题也可以先把链表中的元素值全部保存到数组中，然后再判断数组是否为回文。不建议使用这种解法，因为如果没有告诉链表最大长度，则不能同此解法
*/
class PalindromeList {
public:
    bool chkPalindrome(ListNode* A) {
        // write code here
        int a[900] = {0};
        ListNode* cur = A;
        int n = 0;
        //保存链表元素
        while(cur)
        {
            a[n++] = cur->val;
            cur = cur->next;
        }
        //判断数组是否为回文结构
        int begin = 0, end = n-1;
        while(begin < end)
        {
            if(a[begin] != a[end])
                return false;
            ++begin;
            --end;
        }

        return true;
    }
};

/*
解题思路：
此题可以先找到中间节点，然后把后半部分逆置，最近前后两部分一一比对，如果节点的值全部相同，则即为回文。
*/
class PalindromeList {
public:
    bool chkPalindrome(ListNode* A) {
        if (A == NULL || A->next == NULL)
            return true;
        ListNode* slow, *fast, *prev, *cur, *nxt;
        slow = fast = A;
        //找到中间节点
        while (fast && fast->next)
        {
            slow = slow->next;
            fast = fast->next->next;
        }
        prev = NULL;
        //后半部分逆置
        cur = slow;
        while (cur)
        {
            nxt = cur->next;
            cur->next = prev;
            prev = cur;
            cur = nxt;
        }
        //逐点比对
        while (A && prev)
        {
            if (A->val != prev->val)
                return false;
            A = A->next;
            prev = prev->next;
        }
        return true;
    }
};

3、删除一个有序单链表中的重复节点。

OJ链接：https://www.nowcoder.com/practice/fc533c45b73a41b0b44ccba763f866ef?tpId=13&&tqId=11209&rp=1&ru=/activity/oj&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking

高频考察的大厂云图：

解题思路：

1. 定义三个指针n1、n2、n3，使用n2和n3去找链表中的重复阶段区间段，找到以后，删除n2到n3中间的重复区间，然后让n1，链接上重复区间后面一段。再继续往后找重复区间，再重复上面的过程。ps：需要注意的是本题逻辑并不难，但是代码控制中有很多边界条件需要注意，控制不好，代码很容易崩溃。

代码实现：

/*
struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
    ListNode(int x) :
        val(x), next(NULL) {
    }
};
*/
/*
解题思路：
此题可以先找出相同节点的区间，然后删除区间中的所有值，直到把链表遍历完结束
*/
class Solution {
public:
    ListNode* deleteDuplication(ListNode* pHead)
    {
        if(pHead == NULL || pHead->next == NULL)
            return pHead;

        ListNode* n1 = NULL;
        ListNode* n2 = pHead;
        ListNode* n3 = n2->next;
        while(n3 != NULL)
        {
            //如果相邻节点不相同，则不需要删除，更新节点，继续向后遍历
            if(n2->val != n3->val)
            {
                n1 = n2;
                n2 = n3;
                n3 = n3->next;
            }
            else
            {
                //如果相邻节点相同
                //则n3去找第一个不相同的节点
                while(n3 && n3->val == n2->val)
                {
                    n3 = n3->next;
                }
                //重新链接，如果要删除的包括头节点，则更新头节点
                if(n1)
                    n1->next = n3;
                else
                    pHead = n3;

                // 删除掉重复的节点
                while(n2 != n3)
                {
                    ListNode* next = n2->next;
                    delete n2;
                    n2 = next;
                }

                //更新节点
                n2 = n3;
                if(n3)
                    n3 = n3->next;
            }
        }

        return pHead;
    }
};

4、复杂链表的复制

OJ链接：https://leetcode-cn.com/problems/copy-list-with-random-pointer/description/

高频考察的大厂云图：

解题思路：

此题可以分三步进行：

1. 拷贝链表的每一个节点，拷贝的节点先链接到原链表被拷贝节点的后面
2. 处理拷贝节点的random指针：拷贝节点的random指针指向被拷贝节点随机指针的下一个位置
3. 拆解链表，把拷贝的链表从原链表中拆解出来，再链接出拷贝链表

代码实现：

/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    Node* next;
    Node* random;

    Node(int _val) {
        val = _val;
        next = NULL;
        random = NULL;
    }
};
*/
class Solution {
public:
    Node* copyRandomList(Node* head) {
        // 1.拷贝链表，并插入到原节点的后面
        Node* cur = head;
        while(cur)
        {
            Node* copy = new Node(cur->val);

            Node* next = cur->next;
            // 插入
            cur->next = copy;
            copy->next = next;

            // 迭代往下走
            cur = next;
        }

        // 2.置拷贝节点的random
        cur = head;
        while(cur)
        {
            Node* copy = cur->next;
            if(cur->random != NULL)
                copy->random = cur->random->next;
            else
                copy->random = NULL;

            cur = copy->next;
        }

        // 3.解拷贝节点，链接拷贝节点
        Node* copyHead = NULL, *copyTail = NULL;
        cur = head;
        while(cur)
        {
            Node* copy = cur->next;
            Node* next = copy->next;

            // copy解下来尾插链接到拷贝节点
            if(copyTail == NULL)
            {
                copyHead = copyTail = copy;
            }
            else
            {   
                copyTail->next = copy;
                copyTail = copy;
            }

            cur->next = next;

            cur = next;
        }

        return copyHead;
    }
};

/*思路跟上面的方法基本一致，差别不再是拷贝节点挂在原节点后面建立映射关系，而是通过将原节点和拷贝节点存储到map中建立映射关系，这样也是通过3步就可以复制出拷贝链表*/
// 1.拷贝链表,使用map建立原链表节点和拷贝节点的映射
// 2.置拷贝节点的random. 通过map找到node->random的拷贝节点，就可以值copy节点的random。
// 3.从map中找到拷贝节点，链接拷贝节点
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    Node* next;
    Node* random;

    Node(int _val) {
        val = _val;
        next = NULL;
        random = NULL;
    }
};
*/

class Solution {
public:
    Node* copyRandomList(Node* head) {
        map<Node*, Node*> nodeCopyMap;

        // 1.拷贝链表,使用map建立原链表节点和拷贝节点的映射
        Node* cur = head;
        while(cur)
        {
            Node* copy = new Node(cur->val);
            nodeCopyMap[cur] = copy;

            cur = cur->next;
        }

        // 2.置拷贝节点的random
        cur = head;
        while(cur)
        {
            Node* copy = nodeCopyMap[cur];
            if(cur->random != NULL)
                copy->random = nodeCopyMap[cur->random];
            else
                copy->random = NULL;

            cur = cur->next;
        }

        // 3.从map中找到拷贝节点，链接拷贝节点
        Node* copyHead = NULL, *copyTail = NULL;
        cur = head;
        while(cur)
        {
            // 找到cur映射的拷贝节点
            Node* copy = nodeCopyMap[cur];
            if(copyTail == NULL)
            {
                copyHead = copyTail = copy;
            }
            else
            {   
                copyTail->next = copy;
                copyTail = copy;
            }

            cur = cur->next;
        }

        return copyHead;
    }
};

如果你看了以后不是很明白，你可以点击看下面的视频讲解：
视频讲解（鼠标点这里）

字节跳动+百度+阿里巴巴高频面试题之链表专题（二）

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原文地址：https://blog.51cto.com/14813782/2500317