剑指 Offer——Day2链表（简单）

剑指 Offer 06. 从尾到头打印链表

方法一 递归

递归法，先递归至链表末端；回溯时，依次将节点值加入数组；

递归解析：

1. 终止条件：head = null；
2. 递推工作：访问下一个节点head.next
3. 回溯工作：将当前节点的值加入数组；

复杂度分析

• 时间复杂度O(N)：遍历链表，递归N次；
• 空间复杂度O(N)：系统递归需要O(N)的栈控件

var reversePrint = function(head) {
    const res = [];
    helper(head, res);
    return res;
};

var helper = function(head, res) {
    if (head === null) {
        return;
    }
    helper(head.next, res);//递归过程
    res.push(head.val);//回溯过程
}

方法二 辅助栈法

辅助栈法：借用栈的后进先出（LIFO）特性；

算法流程：

1. 入栈：遍历链表，将各个节点值入栈
2. 出栈：将各节点pop出栈，存储数组并返回

复杂度分析

• 时间复杂度O(N)：入栈和出栈共使用O(N)时间
• 空间复杂度O(N)：辅助栈和数组共使用O(N)的额外空间

var reversePrint = function(head) {
    const stack = [];
    let curr = head;
    while (curr) {
        stack.push(curr.val);
        curr = curr.next;
    }

    const res = [];
    while (stack.length !== 0) {
        res.push(stack.pop())
    }

    return res;
};

剑指 Offer 24. 反转链表

方法一 迭代（双指针）

遍历链表，并在访问各链表时修改next指向；

算法流程：

1. 定义cur、prev
2. 遍历链表，记cur.next为next，将当前cur.next 指向prev
3. prev = cur、cur = next；

复杂度分析：

• 时间复杂度O(N)：遍历链表使用线性大小时间；
• 空间复杂度O(1)：变量 pre 和 cur 使用常数大小额外空间。

var reverseList = function(head) {
  let cur = head, prev = null;
  while (cur) {
      let next = cur.next;
      cur.next = prev;
      prev = cur;
      cur = next;
  }
  return prev;
}

方法二 递归

使用递归法遍历链表，当越过尾节点后终止递归，在回溯时修改各节点的next引用指向

recur(cur, pre) 递归函数：

1. 终止条件：cur为空，返回prev节点，终止递归
2. 递归后继节点：记录返回值，即反转链表的头节点为res；
3. 修改当前节点cur引用指向前驱节点prev；
4. 返回反转链表的头节点res

复杂度分析：

• 时间复杂度O(N)：遍历链表使用线性大小的时间
• 空间复杂度O(N)：遍历链表的递归深度达到N，系统使用O(N)大小额外空间；

var reverseList = function(head) {
  return recur(head, null);
} 

var recur = function(cur, prev) {
  //递归终止条件
  if (cur === null) { 
    return prev;
  }

  let res = recur(cur.next, cur);
  cur.next = prev;
  return res;
}

剑指 Offer 35. 复杂链表的复制

复制链表很简单，本体难点在于random节点的指向。

方法一 借用哈希map

利用哈希表，构建原链表节点和新链表对应节点的键值映射关系，在遍历构建新链表的各节点的的next 和 random的引用指向；

算法流程

1. 若头节点为空，返回null；
2. 初始化：哈希表map，节点cur指向head
3. 复制链表：建立新链表，并向map添加键值对（老节点是键，新节点是值）；cur 遍历至原链表下一节点；
4. 构建新链表的引用指向：构建新节点的next和random指向；cur 遍历至原链表下一节点；
5. 返回值：新链表的头节点map(head)

function copyRandomList(head) {
  if (!head) {
    return null;
  }

  let cur = head;
  const map = new Map();
  while (cur) {
      map.set(cur, new Node(cur.val));
      cur = cur.next;
  }
  
  cur = head;
  while (cur) {
      map.get(cur).next = cur.next ? map.get(cur.next) : null;
      map.get(cur).random = cur.random ? map.get(cur.random) : null;
      cur = cur.next;
  }
  return map.get(head);
}

方法二 拼接+拆分