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1. 反转链表（双链表头插法 / 栈）
题目链接 反转链表_牛客题霸_牛客网 (nowcoder.com)
题目要求
题目分析（新建链表头插法）
public class Solution {
public ListNode ReverseList(ListNode head) {
ListNode newHead = null;
while(head != null) {
ListNode tmp = head.next;
//使用头插法
head.next = newHead;
newHead = head;
head = tmp;
}
return newHead;
}
}题目分析（栈）
import java.util.Stack;
public class Solution {
public ListNode ReverseList(ListNode head) {
Stack<ListNode> stack = new Stack<>();
//入栈
while(head != null) {
stack.push(head);
head = head.next;
}
if(stack.isEmpty()) {
return null;
}
//出栈
ListNode node = stack.pop();
ListNode newHead = node;
while(!stack.isEmpty()) {
ListNode tmpNode = stack.pop();
//建链表
node.next = tmpNode;
node = node.next;
}
//走到这里栈空 新链表建成
node.next = null;
return newHead;
}
}2.链表内指定区间反转
题目链接 链表内指定区间反转_牛客题霸_牛客网 (nowcoder.com)
题目要求
题目分析
上代码（保存结点位置，切断链表，反转链表，再连接）
public class Solution {
public ListNode reverseBetween (ListNode head, int m, int n) {
//1.建立虚拟头结点
ListNode temp = new ListNode(-1);
temp.next = head;
//2.记录n的前一个节点
ListNode pro = temp;
for(int i = 0; i < m-1; i++) {
pro = pro.next;
}
//3.找到n位置下的结点
ListNode nNode = pro;
for(int i = 0; i < n-m+1; i++) {
nNode = nNode.next;
}
//4.记录m位置下的结点，和n后下一个结点的位置
ListNode mNode = pro.next;
ListNode cur = nNode.next;
//5.断开m到n之间的连接
pro.next = null;
nNode.next = null;
//6.反转m到n之间的链表
reverseList(mNode);
//7.连接反转后的子链表
pro.next = nNode;
mNode.next = cur;
return temp.next;
}
//反转链表
public ListNode reverseList(ListNode head){
//取一个新的头结点
ListNode newHead = null;
while(head != null) {
ListNode cur = head.next;
//头插法
head.next = newHead;
newHead = head;
head = cur;
}
return newHead;
}
}上代码（穿针引线）
import java.util.*;
public class Solution {
//3.穿针引线
public ListNode reverseBetween (ListNode head, int m, int n) {
//1.设置虚拟头结点
ListNode dummyNode = new ListNode(-1);
dummyNode.next = head;
//2.记录m前的一个节点
ListNode pro = dummyNode;
for(int i = 0; i < m-1; i++) {
pro = pro.next;
}
//3.记录待反转的第一个结点和这个节点的下一个节点的位置
ListNode cur = pro.next;
//4.开始穿针引线
for(int i = 0; i < n-m; i++) {
ListNode next = cur.next;
cur.next = next.next;
next.next = pro.next;
pro.next = next;
}
return dummyNode.next;
}
}3. 链表中的节点每k个一组翻转
题目链接 链表中的节点每k个一组翻转_牛客题霸_牛客网 (nowcoder.com)
题目要求
题目分析
(1)直接暴力解法，根据K给链表分组，然后子链表反转，再重新连接子链表
上代码
public class Solution {
/**
*
* @param head ListNode类
* @param k int整型
* @return ListNode类
*/
public ListNode reverseKGroup (ListNode head, int k) {
//创建虚拟结点
ListNode dummy = new ListNode(0);
dummy.next = head;
//创建两个节点，分别表示每个分组的前一个和后一个节点
ListNode pre = dummy;
ListNode end = dummy;
while(end.next != null) {
//每k个一组反转，【pre，end】
for(int i = 0; i < k & end != null; i++) {
end = end.next;
}
//如果end为空，说明不满一组
if(end == null) {
break;
}
//记录每组的头结点，和下一组的头结点
ListNode start = pre.next;
ListNode next = end.next;
//断开连接，进行分组反转
end.next = null;
pre.next = reverseList(start);
//反转之后重新连接
start.next = next;
//重新给pre和end赋值
pre = start;
end = start;
}
return dummy.next;
}
//反转链表
private ListNode reverseList(ListNode head){
ListNode newHead = null;
while(head != null) {
ListNode temp = head.next;
head.next = newHead;
newHead = head;
head = temp;
}
return newHead;
}
}（2）也可以使用栈来做
创建栈 先入栈，每次判断是否够k个节点，如果够，就出栈到新的链表中。如果不够就返回
每次要把第k+1个结点记住，因为后面要把每次出完栈的子链表连接在一起
public ListNode reverseKGroup (ListNode head, int k) {
if(head == null) {
return head;
}
//1.创建栈，创建虚拟头结点
Stack<ListNode> stack = new Stack<>();
ListNode dummy = new ListNode(-1);
dummy.next = head;
ListNode pre = dummy;
int n = k;
while(pre != null && pre.next != null) {
ListNode temp = pre.next;
//2.入栈
while(temp != null && n > 0) {
stack.add(temp);
temp = temp.next;
n--;
}
//3.记录第k+1个结点，用作连接
ListNode nextNode = stack.peek().next;
//4.n=0,说明栈中刚好k个结点，出栈连接
if(n == 0) {
while(!stack.empty()) {
pre.next = stack.pop();
pre = pre.next;
}
}else {
break;
}
//5.连接
pre.next = nextNode;
n = k;
}
return dummy.next;
}4. 合并两个排序的链表
题目链接 合并两个排序的链表_牛客题霸_牛客网 (nowcoder.com)
题目要求
题目分析
（1）直接迭代
1.创建一个虚拟头结点，然后再来一个节点prev指向虚拟头结点
2.两个链表头结点先比较，小的结点，放在prev后面，然后这条链表节点向后走一位
3.继续重复比较，每放一个节点prev向后走一位
4.直到某一条链表为null，剩下的这个链表直接连在prev后面
上代码
public ListNode Merge(ListNode list1,ListNode list2) {
ListNode newHead = new ListNode(-1);
ListNode prev = newHead;
while(list1 != null && list2 != null) {
if(list1.val <= list2.val) {
prev.next = list1;
list1 = list1.next;
} else {
prev.next = list2;
list2 = list2.next;
}
prev = prev.next;
}
//合并之后，谁还有剩余的就连在prev的后面
prev.next = list1 == null ? list2:list1;
return newHead.next;
}方法二：递归 先分一下
情况1.两条链表一条为空，另一条不为空，直接返回不为null的链表
情况2.刚开始两条链表头结点比较，小的结点1的那条链表，就可以想象成确定了的（也可以想象成这个节点就是结果中的结点），然后继续往下递归比较，直到出现情况1的条件
public ListNode Merge(ListNode list1,ListNode list2) {
if(list1 == null) {
return list2;
}else if(list2 == null) {
return list1;
}else if(list1.val < list2.val) {
list1.next = Merge(list1.next,list2);
return list1;
}else {
list2.next = Merge(list1,list2.next);
return list2;
}
}5. 合并k个已排序的链表
题目链接 合并k个已排序的链表_牛客题霸_牛客网 (nowcoder.com)
题目要求
题目分析
（1）最暴力直接的解法就是，两个两个合并
既然已经给了K个已经排好序的链表，那么for循环，让每两个链表合并之后，就和下一个合并
两个链表合并，上一个题已经写过了，可以迭代也可以递归
但是这样两个合并的方法，可能会超时（如果链表特别多的情况下），不建议使用
上代码
public ListNode mergeKLists(ArrayList<ListNode> lists) {
ListNode ans = null;
for(int i = 0; i < lists.size(); i++) {
ans = mergeTwoList(ans,lists.get(i));
}
return ans;
}
private ListNode mergeTwoList(ListNode l1,ListNode l2){
if(l1 == null || l2 == null) {
return l1 == null ? l2:l1;
}
ListNode newHead = new ListNode(0);
ListNode tmp = newHead;
while(l1 != null && l2 != null) {
if(l1.val <= l2.val) {
tmp.next = l1;
l1 = l1.next;
}else {
tmp.next = l2;
l2 = l2.next;
}
tmp = tmp.next;
}
tmp.next = (l1 == null) ? l2:l1;
return newHead.next;
}（2）分治（归并排序）
题中给的是ArrayList类型的链表数组
定义left和right分别指向这个链表数组的左右两边进行分组，往下递归直到left==right
然后开始合并，这就和上一题一样了
public class Solution {
//合并
private ListNode Merge (ListNode list1,ListNode list2) {
if(list1 == null) {
return list2;
}
if(list2 == null) {
return list1;
}
ListNode newHead = new ListNode(0);
ListNode cur = newHead;
//两个链表都不为null
while(list1 != null && list2 != null) {
//取出较小值的结点
if(list1.val <= list2.val) {
cur.next = list1;
list1 = list1.next;
}else {
cur.next = list2;
list2 = list2.next;
}
cur = cur.next;
}
cur.next = (list1 == null) ? list2 : list1;
return newHead.next;
}
//划分区间
private ListNode divideMerge(ArrayList<ListNode> lists,int left, int right) {
if(left > right){
return null;
}else if(left == right) {
return lists.get(left);
}
int mid = left + (right-1)/2;
return Merge(divideMerge(lists,left,mid),divideMerge(lists,mid+1,right));
}
public ListNode mergeKLists(ArrayList<ListNode> lists) {
//k个链表归并排序
return divideMerge(lists,0,lists.size()-1);
}
}（3）使用优先级队列，本质上就是堆，内置的是小根堆
1.创建一个优先级队列，并且还要重载比较方法，构造一个比较链表结点值的小根堆
2.然后遍历每个链表的头，将不为null的结点加入的优先级队列中
3.加一个虚拟头结点，将每次从堆顶取出来的元素，加入到虚拟头结点的后面
4.每次从堆顶取出一个元素后，就要给堆中重新放入刚刚取出来的结点的下一个结点。并且还要判空
//使用优先级队列
public ListNode mergeKLists(ArrayList<ListNode> lists) {
Queue<ListNode> pq = new PriorityQueue<>(
(v1,v2) -> v1.val - v2.val);
for(int i = 0; i < lists.size(); i++) {
//不为null,就加入小根堆
if(lists.get(i) != null) {
pq.add(lists.get(i));
}
}
//加一个虚拟头结点
ListNode newHead = new ListNode(-1);
ListNode cur = newHead;
while(!pq.isEmpty()){
//小根堆，取出就是最小的元素
ListNode temp = pq.poll();
//连接
cur.next = temp;
cur = cur.next;
//每次取出堆顶元素后，再放入链表的下一个元素进入小根堆
if(temp.next != null) {
pq.add(temp.next);
}
}
return newHead.next;
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