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第七章-链表算法

第七章：链表算法 (Linked List Algorithms)

学习内容

链表算法是面试中的重点，双指针技巧是解决链表问题的核心方法。

双指针技巧

双指针技巧是链表问题中最常用的解题方法，主要包括：

#### 快慢指针


#### 左右指针


链表经典问题

#### 环形链表问题
1. 检测环：判断链表是否有环
2. 找环入口：找到环的起始节点
3. 环的长度：计算环的节点数

#### 链表反转
1. 整体反转：将整个链表反转
2. 部分反转：反转链表的某一部分
3. K个一组反转：每k个节点一组进行反转

#### 回文链表
判断一个链表是否为回文结构

链表操作技巧

#### 哨兵节点
使用虚拟头节点简化边界情况处理

#### 原地操作
尽量在原链表上进行操作，节省空间

#### 多指针协同
使用多个指针协同处理复杂的链表操作

重点和难点

重点


1. 掌握双指针技巧在链表中的应用
2. 理解链表反转的各种变体
3. 熟悉环形链表问题的解决方法

难点


1. 链表指针操作容易出错
2. 边界条件的处理
3. 复杂链表操作的思维构建

练习题

双指针经典题


1. 环形链表 (Linked List Cycle)
- 题目：给定一个链表，判断链表中是否有环。
- 解题思路：使用快慢指针，快指针每次走两步，慢指针每次走一步，如果有环必相遇。
- 注意点：注意处理空链表和单节点链表的情况。

2. 删除链表的倒数第N个节点 (Remove Nth Node From End of List)
- 题目：给定一个链表，删除链表的倒数第 n 个节点，并且返回链表的头结点。
- 解题思路：使用双指针，快指针先走n步，然后快慢指针一起走，当快指针到达末尾时，慢指针指向要删除节点的前一个节点。
- 注意点：注意处理删除头节点的情况，可以使用哨兵节点简化操作。

链表反转题


1. 反转链表 (Reverse Linked List)
- 题目：反转一个单链表。
- 解题思路：迭代方法需要三个指针（前一个、当前、下一个），递归方法需要理解递归的含义。
- 注意点：注意处理边界情况，如空链表或单节点链表。

2. 两两交换链表中的节点 (Swap Nodes in Pairs)
- 题目：给定一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后的链表的头节点。
- 解题思路：使用哨兵节点简化操作，每次处理两个节点的交换。
- 注意点：注意节点交换时指针的正确连接顺序。

回文链表


1. 回文链表 (Palindrome Linked List)
- 题目：请判断一个链表是否为回文链表。
- 解题思路：找到链表中点，反转后半部分，然后比较前后两部分是否相同。
- 注意点：可以优化空间复杂度到 O(1)，注意恢复链表结构。

解题思路总结

双指针技巧应用场景


1. 找中点：快慢指针，快指针走两步，慢指针走一步
2. 检测环：快慢指针，若有环必相遇
3. 找倒数第k个节点：固定距离双指针

链表反转技巧


1. 迭代反转：三个指针分别指向前一个、当前、下一个节点
2. 递归反转：理解递归函数的含义，假设后续链表已经反转完成
3. 部分反转：找到反转区间的前一个节点和后一个节点

处理边界情况的方法


1. 哨兵节点：使用虚拟头节点统一处理各种情况
2. 提前判断：对特殊情况提前处理
3. 画图分析：通过画图理解指针操作过程

学习时间

建议学习时间：2-3天