刷题前必学!链表实战-快慢指针与多指针!用JavaScript学数据结构与算法

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🧑‍💻JavaScript算法与数据结构-HowieCong

务必要熟悉JavaScript使用再来学!

一、快慢指针——删除链表的倒数第N个结点

  • 快慢指针时两个一前一后地指针,两个指针向同一个方向走,一个快,一个慢

原题:

给定一个链表,删除链表的倒数第 n 个结点,并且返回链表的头结点

示例:

给定一个链表: 1->2->3->4->5, 和 n = 2

当删除了倒数第二个结点后,链表变为 1->2->3->5

说明: 给定的 n 保证是有效的。

(1)思路分析

  • dummy结点可以帮助我们处理掉头结点地边界问题
const dummy = new ListNode()
// 这里地head是链表原有的第一个结点
 dummy.next = head
  • 因为遍历不可能从后往前走,可以转换为正数的第len-n+1个,len是链表总长度

  • 遍历两遍:

    • 第一遍:设置一个变量为count=0,每遍历到一个不为空的结点,count就加1,每遍历一个不为空的结点,count就加1,一直遍历到链表结束为止,得到链表的总长度len

    • 根据这个总长度,咱们就可以算出倒数第n个到底是正数的第几个(M=len - n + 1),遍历到M-1个结点的时候停下来,执行删除操作

  • 步骤:

  1. 首先两个指针slow和fast,全部指向链表的起始位——dummy结点

  2. 快指针先出发,在第n个结点处打住,这里n=2

  3. 快慢指针一起前进,当快指针前进到最后一个结点处时,两个指针一起停下来

  4. 此时慢指针所指的位置,就是倒数第n个结点前的一个结点

  5. 基于这个结点来做删除

  • 总结:
  1. 求长度

  2. 做减法,找定位

(2)编码实现

const removeNthFromEnd = function(head,n){
    // 初始化dummy结点
    const dummy = new ListNode()
    // dummy指向头结点
    dummy.next = head
    // 初始化快慢指针,均指向dummy
    let fast = dummy
    let slow = dummy
    
    // 快指针先走n
    while(n!==0){
        fast = fast.next
        n--
    }
    
    // 快慢指针一起走
    while(fast.next){
        fast = fast.next
        slow = slow.next
    }
    
    // 慢指针删除自己的后续结点
    slow.next = slow.next.next
    // 返回头结点
    return dummy.next
}

二、多指针法——链表的反转

原题:

定义一个函数,输入一个链表的头结点,反转该链表并输出反转后链表的头结点

示例:

输入: 1->2->3->4->5->NULL
输出: 5->4->3->2->1->NULL

(1)思路分析

  • 处理链表的本质,是处理链表结点之间的指针关系

  • 需要用到三个指针,它们分别指向目标结点(cur)、目标结点的前驱结点(pre)、目标结点的后继结点(next)

  • 需要一个简单的cur.next = pre,就做到了 next 指针的反转

(2)编码实现

const reverseList = function(head){
    // 初始化前驱结点为null
    let pre = null;
    // 初始化目标结点为头结点
    let cur = head;
    // 只要目标结点不为null,遍历就得继续
    while(cur !== null){
            // 记录一下next结点
            let next = cur.next;
            // 反转指针
            cur.next = pre;
            // pre 往前走一步
            pre = cur;
            // cur 往前一步
            cur = next;
    }
    // 反转结束后,pre会变成新链表的头结点
    return pre
}

三、局部反转一个链表

原题:

反转从位置 m 到 n 的链表。请使用一趟扫描完成反转

说明: 1 ≤ m ≤ n ≤ 链表长度

示例:

输入: 1->2->3->4->5->NULL, m = 2, n = 4

输出: 1->4->3->2->5->NULL

(1)思路分析

  • 4指3,3指2,这都没问题,关键在于,如何让1指向4、让2指向5

  • 在单纯的重复“逆序”这个动作之外,还需要对被逆序的区间前后的两个结点做额外的处理

  • 遍历链表的顺序是从前往后遍历,避免结点1和结点2随着遍历向后推进被遗失,提前把1结点缓存下来

  • 结点5就没有这么麻烦了:随着遍历的进行,当我们完成了结点4的指针反转后,此时 cur 指针就恰好指在结点5上

  • 直接将结点2的 next 指针指向 cur、将结点1的 next 指针指向 pre

(2)编码实现

const reverseBetween= function(head,m,n){
    // 定义pre、cur,用leftHead来承接整个区间的前驱结点
    let pre,cur,leftHead
    // 用dummy结点
    const dummy = new ListNode()
    // dummy后续结点是头结点
    dummy.next = head
    // p是一个游标,用于遍历,最初指向dummy
    let p = dummy
    // p往前走m-1步,走到整个区间的前驱结点初
    for(let i = 0;i < m - 1;i++){
        p = p.next
    }
    // 缓存这个前驱节点到leftHead里
    leftHead = p
    // start是反转区间的第一个结点
    let start = leftHead.next
    // pre指向start
    pre = start
    // cur指向start的下一个结点
    cur = pre.next
    // 开始重复反转动作
    for(let i = m;i < n;i++){
        let next = cur.next
        cur.next = pre
        pre = cur
        cur = next
    }
    // leftHead的后续结点此时为反转后的区间的第一个结点
    leftHead.next = pre
    // 将区间内反转后最后一个结点next指向cur
    start.next = cur
    // dummy.next 永远指向链表头结点
    return dummy.next
};

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