链表的高级应用,你会吗?

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链表高级应用学会后,你会发现已经会树的操作了

本文首发于公众号:天空的代码世界,微信号:tiankonguse

一、背景

前面分享了《单向链表就是这么简单》、《面试中必问的几道链表问题》、《链表反转与双向链表就是这么简单》三篇文章,现在分享一下链表的最后一篇文章:链表高级应用。

这里的几道练习题学习之后,可以发现链表有多个指针的时候,就可以称为树或者图了。

二、总结

看练习题之前,先看看链表各种操作的复杂度。

如上图可以看出链表的操作复杂度
通过下标随机访问的复杂度是O(n)
通过指定的节点,可以O(1)复杂度内插入元素
对于双向链表,通过指定的节点,可以在O(1)复杂度删除元素。

这些复杂度其实都是数据结构的特征限制的,你们不需要强行记住这些复杂度,只需要知道数据结构的特征就行了。
到时候需要复杂度时,简单推理一下就可以得到了。

三、合并两个有序链表

题意:告诉你两个有序链表,求合并后的链表。

思路:这道题有点归并排序的味道。
每次从两个链表得到最小的链表,删除头结点,插入到新列表最后面。

四、两数相加

题意:给两个逆序数字链表,求和。
逆序数字链表指的是链表每个节点一位数字,个位在最前面,最高位在最后面。

思路:如果给的是正常的数字链表,使用上一篇文章的《链表反转》即可得到逆序数字链表。
不过这里都是逆序的,反而简单了,直接循环加就可以了。

注意事项:
1、两个链表长度可能不一样,此时需要使用0和较长的相加。
2、最后可能会进位,所以需要特殊判断。如果进位则再加上一个进位的数字。

五、扁平化多级双向链表

题意:给你一个特殊的链表。每个节点有两个指针,一个指向下一个节点,另一个指向新的链表。
求这个特殊链表扁平化后的链表。
如下图

偷偷告诉你们,这种特殊的链表其实就是一个二叉树。
而题意说的扁平化多级双向链表,就是先序遍历这个二叉树。

先序的意思是先输出父节点,然后输出所有的左儿子节点,最后输出所有的右儿子节点。
这个使用递归再合适不过了。

递归函数的定义是扁平化当前链表,返回尾指针。
得到了展开后的链表,你就可以直接将这里展开的链表插入到当前位置之后(之前都是插入一个节点,现在是插入一个链表)。

六、复制带随机指针的链表

题意:给你一个特殊的链表,每个节点有两个指针,一个指向下一个节点,另一个指向链表中的随机一个节点。
求这个链表的深copy

再次偷偷的告诉你,这个其实就是一个简单的图。
对于链表的深copy,需要对每个指针创建一个新的实例。
而对于图,由于一个节点会有多个节点指向它,所以创建新实例之前需要先判断是否已创建。

七、旋转链表

题意:告诉你一个链表,求顺时针循环移动K次后的链表。

思路:先找到新链表的头部,拆分为两个链表,然后拼接即可。

注意实现:K可能很大,需要先对链表长度取模。
另外就是,K是向右移动次数。如果使用左右交换的方法,你其实需要找到的是第len - K个节点。

八、最后

好了,链表其实就是对next指针的运用,做了这么多实践练习,相信你已经学的差不多了吧。

那如果让你对链表做一个快速排序,是不是也很简单呢?
源代码大概如下:

def qsort(head)
    if(!head || !head->next)return head
    (first, second) = split(head, head->val)
    first=qsort(first)
    second=qsort(second)
    head=merge(first, second)
    return head

后面的文章,将会给你们分享树的知识。
你想学树的什么知识呢?

-EOF-

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