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链表的经典问题
链表的经典问题
如何判断两个单链表是否相交，如果相交，找出交点（两个链表都不存在环）
如果两个单链表相交，那应该呈“Y”字形，也就是从交点以后的部分是两个链表的公共节点。
所以，判断是否相交只要看两个链表的最后一个节点是否为同一个即可。
那么如何找到交点呢？设两个单链表的长度分别为L1、L2，（假设L1>L2），则(L1-L2)的值就是交汇之前两个链表的长度差；
因此，只有让更长的链表先走L1-L2步，然后两个链表开始一起走，如果某次走到一个相同的节点，该节点即为交点。
C代码实现：
typedef struct _ListNode { int data; struct _ListNode *next;} ListNode;static int GetListLength(ListNode *T) { int n; for(n=0; T; n++) { T = T->next; } return n;}static ListNode* FindFirstCommonNode(ListNode *T1, ListNode *T2){ int i; int n1 = GetListLength(T1); int n2 = GetListLength(T2); // T1 always own longer list if (n1 < n2) { return FindFirstCommonNode(T2, T1); } for (i=0; i<n1-n2; i++) { T1 = T1->next; } while (T1 && T1 != T2) { T1 = T1->next; T2 = T2->next; } return T1; }
该问题还有一种思路，就是将其中一个链表首尾相连，然后检测另外一个链表是否有环，如果存在环，则两个链表相交。
判断一个链表是否有环，并找到环的入口点
如果一个单链表有环，那应该呈“6”字形。
设置两个指针(fast, slow)，初始值都指向头节点，slow每次前进一步，fast每次前进二步，如果链表存在环，则fast必定先进入环，而slow后进入环，两个指针必定 相遇：如果链表是呈"O"字形，则slow刚好遍历完一次的时候，与fast相遇；如果呈“6”字形，则更早相遇。
当fast若与slow相遇时，slow还没有遍历完链表，而fast已经在环内循环了n圈(1<=n)。假设slow走了s步，则 fast走了2s步（fast步数还等于s 加上在环上多转的n圈），设环长为r，则：
2s = s + nr，简化为 s= nr
s = x + y，x为链表起点到环入口点的距离，y是slow在环内走过的距离；
可以得到 x = y - s = y - nr，从链表头、相遇点分别设一个指针(p1, p2)，每次各走一步，当p1走过距离x时到达入口点，而p2走过的距离为y-nr，y是相遇点与入口点的距离，因此y也走到了入口点，也就是说p1、p2在环入口点相遇了。
C代码实现：
static ListNode* FindLoopPort(ListNode *Head) { ListNode *slow = Head; ListNode *fast = Head; // 找到相遇点 while ( fast && fast->next ) { slow = slow->next; fast = fast->next->next; if ( slow == fast ) break; } if (fast == NULL || fast->next == NULL) return NULL; // 找到环入口点 slow = Head; while (slow != fast) { slow = slow->next; fast = fast->next; } return slow; }
求一个单链表（无环）的中间节点
设置两个指针(fast, slow)，初始值都指向头节点，slow每次前进一步，fast每次前进二步，当fast走到末尾时，slow刚好指向中间节点。
假如链表长度为N，如何返回链表的倒数第K个结点
思路：用两个指针，指针P1先走K-1步，然后指针P2才开始走，当指针P1遍历完链表时，P2还剩K个结点没有遍历。
实现如下：
ListNode *FindLastKNode(ListNode *Head, int K){ if (NULL == Head) return NULL; ListNode *T1 = Head; ListNode *T2 = Head; while (T1 && --K) T1 = T1->next; if (K) // here, K must be 0 return NULL; while (T1->next) { T1 = T1->next; T2 = T2->next; } return T2;}
在O(1)时间删除链表结点
在链表中删除一个结点，最常规的做法是遍历链表，找到要删除的结点后再删除，这种做法的时间复杂度是O(n)；
换一种思路，根据待删除结点A，可以知道其下一个结点是B=A->next，将结点B值拷贝给A，然后删除B即可。
这种方法需要考虑一种特殊情况，A如果是尾结点，则B不存在，此时仍需要遍历链表一次。
C代码实现：
void DeleteNode(ListNode* Head, ListNode *pDel){ if (NULL == pDel || NULL == Head) return; ListNode *p = Head; if (NULL == pDel->next) { // pDel is the last node while (pDel != p->next) p = p->next; p->next = NULL; free(pDel);
} else { p = pDel->next; pDel->next = p->next; pDel->data = http://www.mamicode.com/p->data; free(p); }}
如何逆序输出一个单链表
方法一：从头到尾遍历链表，每经过一个结点的时候，把该结点放到一个栈中；当遍历完整个链表后，再从栈顶开始输出结点的值。
该方法需要维护一个额外的栈，实现起来比较麻烦。我们注意到递归本质上就是一个栈结构，所以，也可以用递归来实现反向输出链表。
方法二：也就是说，每访问到一个结点的时候，先递归输出它后面的结点，再输出该结点自身。
C代码实现：
void ReversePrint(ListNode *Head){ if (Head) { if (Head->next) { ReversePrint(Head->next); } printf("%d ", Head->data); }}
如何反转一个单链表
利用辅助指针就地修改节点的next域，代码如下：
static ListNode *ReverseList(ListNode *Head){ ListNode *pNode = Head; ListNode *pNext = NULL; ListNode *pPrev = NULL; while (pNode) { pNext = pNode->next; if (NULL == pNext) // meet the end Head = pNode; pNode->next = pPrev; pPrev = pNode; pNode = pNext; } return Head;}
递归 的实现方法：
static void ReverseList2(ListNode** Head){ ListNode *p = *Head; if (!p) return; ListNode* rest = p->next; if (!rest) return; ReverseList2(&rest); rest->next = p; p->next = NULL;}
复杂链表的复制
假设有一个复杂链表，它除了有一个next指针外，还有一个other指针，指向链表中的任一结点或者NULL，
typedef struct _ListNode { int data; struct _ListNode *next; struct _ListNode *other;} ListNode;
如下图，是一个含义5个节点的该类型的复杂链表，实线表示next指针，虚线表示other指针，NULL指针未标出。
最简单的方法是，先复制所有节点，并用next指针链接起来，然后假设原始链表的某节点N的other指针指向节点S，由于S的位置可能在N的前面，也可能在N的后面，所以要定位N的位置需要从原始链表的头节点开始找，直到确认节点S在链表中的位置为s；然后在复制链表上节点N的other指针也要指向距离链表头的第s个节点。这种方法的时间复杂度是O(n2)。
上面这种方法的主要缺点在于无法快速定位N节点的other所指向的S节点的位置，
下面将介绍一种时间复杂度是O(n)的方法，首先把复制的节点串到原节点后面，如下图：
然后设置复制节点的other指针（例如 A‘->other = A->other->next），如下图
最后，把偶数顺序的节点和奇数节点的指针分开。
// 逐个节点复制，并串到原节点后面static void CloneNodes(ListNode *Head){ ListNode *p = Head; while (p) { ListNode *pCloned = malloc(sizeof(ListNode)); pCloned->data = http://www.mamicode.com/p->data; pCloned->next = p->next; pCloned->other = NULL; p->next = pCloned; p = pCloned->next; }}// 设置新节点的other指针static void ConnectNodes(ListNode *Head){ ListNode *pCloned; ListNode *p = Head; while(p){ pCloned = p->next; if (p->other) { pCloned->other = p->other->next; } p = pCloned->next; }}
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