LeetCode 移除链表元素

150 阅读5分钟

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, 10000] 内
  • 1 <= Node.val <= 50
  • 0 <= val <= 50

代码:

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        if (head == nullptr) {
            return head;
        }
        head->next = removeElements(head->next, val);
        return head->val == val ? head->next : head;
    }
};

思路:

链表的定义具有递归的性质,因此链表题目常可以用递归的方法求解。这道题要求删除链表中所有节点值等于特定值的节点,可以用递归实现。

对于给定的链表,首先对除了头节点 head 以外的节点进行删除操作,然后判断 head 的节点值是否等于给定的val。如果 head 的节点值等于 val,则 head 需要被删除,因此删除操作后的头节点为 head.next;如果 head 的节点值不等于 val,则 head 保留,因此删除操作后的头节点还是 head。上述过程是一个递归的过程。

递归的终止条件是 head 为空,此时直接返回 head。当 head 不为空时,递归地进行删除操作,然后判断 head 的节点值是否等于 val 并决定是否要删除 head。

复杂度分析:

  • 时间复杂度:O(n)递归过程中需要遍历链表一次。

  • 空间复杂度:O(n)空间复杂度主要取决于递归调用栈,最多不会超过 n 层。

代码:

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        struct ListNode* dummyHead = new ListNode(0, head);
        struct ListNode* temp = dummyHead;
        while (temp->next != NULL) {
            if (temp->next->val == val) {
                temp->next = temp->next->next;
            } else {
                temp = temp->next;
            }
        }
        return dummyHead->next;
    }
};

思路:

也可以用迭代的方法删除链表中所有节点值等于特定值的节点。

用 temp 表示当前节点。如果 temp 的下一个节点不为空且下一个节点的节点值等于给定的 val,则需要删除下一个节点。删除下一个节点可以通过以下做法实现:

temp.next=temp.next.next

如果 temp 的下一个节点的节点值不等于给定的 val,则保留下一个节点,将 temp 移动到下一个节点即可。

当 temp 的下一个节点为空时,链表遍历结束,此时所有节点值等于 val 的节点都被删除。

具体实现方面,由于链表的头节点 head 有可能需要被删除,因此创建哑节点 dummyHead,令 dummyHead.next=head,初始化 temp=dummyHead,然后遍历链表进行删除操作。最终返回 dummyHead.next 即为删除操作后的头节点。

复杂度分析:

  • 时间复杂度:O(n),需要遍历链表一次。
  • 空间复杂度:O(1)。

代码:

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        ListNode* dummyHead = new ListNode(0); // 设置一个虚拟头结点
        dummyHead->next = head; // 将虚拟头结点指向head,这样方面后面做删除操作
        ListNode* cur = dummyHead;
        while (cur->next != NULL) {
            if(cur->next->val == val) {
                ListNode* tmp = cur->next;
                cur->next = cur->next->next;
                delete tmp;
            } else {
                cur = cur->next;
            }
        }
        head = dummyHead->next;
        delete dummyHead;
        return head;
    }
};

思路:

这里以链表 1 4 2 4 来举例,移除元素4。 如果使用C,C++编程语言的话,不要忘了还要从内存中删除这两个移除的节点, 清理节点内存之后如图: 当然如果使用java ,python的话就不用手动管理内存了。

还要说明一下,就算使用C++来做leetcode,如果移除一个节点之后,没有手动在内存中删除这个节点,leetcode依然也是可以通过的,只不过,内存使用的空间大一些而已,但建议依然要养生手动清理内存的习惯。

这种情况下的移除操作,就是让节点next指针直接指向下下一个节点就可以了,

那么因为单链表的特殊性,只能指向下一个节点,刚刚删除的是链表的中第二个,和第四个节点,那么如果删除的是头结点又该怎么办呢?

这里就涉及如下链表操作的两种方式:

直接使用原来的链表来进行删除操作。 设置一个虚拟头结点在进行删除操作。 来看第一种操作:直接使用原来的链表来进行移除。 移除头结点和移除其他节点的操作是不一样的,因为链表的其他节点都是通过前一个节点来移除当前节点,而头结点没有前一个节点。

所以头结点如何移除呢,其实只要将头结点向后移动一位就可以,这样就从链表中移除了一个头结点。 依然别忘将原头结点从内存中删掉。 这样移除了一个头结点,是不是发现,在单链表中移除头结点 和 移除其他节点的操作方式是不一样,其实在写代码的时候也会发现,需要单独写一段逻辑来处理移除头结点的情况。

那么可不可以 以一种统一的逻辑来移除 链表的节点呢。

其实可以设置一个虚拟头结点,这样原链表的所有节点就都可以按照统一的方式进行移除了。

来看看如何设置一个虚拟头。依然还是在这个链表中,移除元素1。 这里来给链表添加一个虚拟头结点为新的头结点,此时要移除这个旧头结点元素1。

这样是不是就可以使用和移除链表其他节点的方式统一了呢?

来看一下,如何移除元素1 呢,还是熟悉的方式,然后从内存中删除元素1。

最后呢在题目中,return 头结点的时候,别忘了 return dummyNode->next;, 这才是新的头结点