代码随想录训练营day 4|链表基础理论，移除链表元素，设计链表，反转链表

链表理论基础

链表是一种由指针串联在一起的线性结构，每一个节点都由一个数据域和一个指针域组成。

链表的类型有：单链表、双链表、循环链表。

链表的存储方式：在内存中不连续分布。

链表的定义很多人因为不重视而忽略，手写就显得很重要,如下所示：

// 单链表
struct ListNode {
    int val;  // 节点上存储的元素
    ListNode *next;  // 指向下一个节点的指针
    ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}  // 节点的构造函数
};

203.移除链表元素

题目链接：203.移除链表元素

题目描述：题意：删除链表中等于给定值 val 的所有节点。

示例 1：
输入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6
输出：[1,2,3,4,5]

思路

本题其实有两种代码解法，

一是：直接使用原来的链表来进行删除操作

二是：设置一个虚拟的头结点再进行删除操作

这里就不用第一种方案，因为第二种方便且实用。

代码如下（c++）：

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val){
    	dummy head = new();、、设置一个虚拟头结点
    	dummy head->next = head;//让虚拟头节点指向了头节点
		cur = dummy head;
		//实际要删除的是cur->next,才能让cur指向删除后的元素
		while(cur->next != Null){
			if(cur->next->val == target){
				cur->next = cur->next->next;//完成删除操作
			else//没有找到要删除的目标值
				cur = cur->next;//继续往下遍历
			}
			return dummy head->next;//这里要返回的是虚拟头节点的下一个
			//即：新链表的头节点，原head可能已经删除
			//头节点的指针是不能改动的，遍历链表的时候要定义一个
			//临时的指针cur
		} 
	}

707.设计链表

题目链接：707.设计链表

题目描述：在链表类中实现这些功能：

获取链表第index个节点的数值   //get(index)
在链表的最前面插入一个节点   //addAtHead(val)
在链表的最后面插入一个节点   //addAtTail(val)
在链表第index个节点前面插入一个节点   //addAtIndex(index,val)
删除链表的第index个节点   //deleteAtIndex(index)

思路

可以说这五个接口，已经覆盖了链表的常见操作，是练习链表操作非常好的一道题目。

直接上代码：

class MyLinkedList {
public:
    // 定义链表节点结构体
    struct LinkedNode {
        int val;
        LinkedNode* next;
        LinkedNode(int val):val(val), next(nullptr){}
    };
	int get(int n) {
        if (n > (_size - 1) || n < 0) {
            return -1;
	    }//这里n就是第n个节点的n，若n<0||n>size - 1,则n不合法
  /*遍历链表的时候，要定义一个cur(临时)指针来遍历而不是直接操作头指针
因为操作完链表后，我们要返回头结点，如果上来就操作头节点那么他的值都改了，不得行*/
	cur = dummyhead->next;//让cur直接指向当前节点，即第零号节点（head节点）
	while(n){
		cur = cur->next;
		n--;
	}
	return cur->val;//想象直接特殊情况 第0个节点
}
	// 在链表最前面插入一个节点，插入完成后，新插入的节点为链表的新的头结点
	void addAtHead(int val) {
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);//获取一个新节点
        newNode->next = _dummyHead->next;//正确的顺序是新节点的后继指向虚拟节点（头检点）的后继
        _dummyHead->next = newNode;//再让头节点的后继指向新节点
        _size++;
    }
    // 在链表尾部添加一个节点
    void addAtTail(int val) {
        LinkedNode* newNode = new LinkedNode(val);//tongshang
        LinkedNode* cur = _dummyHead;//
        while(cur->next != nullptr){// 当cur节点的后一个节点为空，循环终止
            cur = cur->next;
        }
        cur->next = newNode;//直接指向新节点，即加入
        _size++;
    }
    //在第n个节点前插入节点......
    /*第n个节点其实就是cur->next*/
	newNode = new LinkedNode(val);
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(n--) {
            cur = cur->next;
        }
        newNode->next = cur->next;
        cur->next = newNode;
        _size++;
    // 删除第index个节点，如果index 大于等于链表的长度，直接return，注意index是从0开始的
    void deleteAtIndex(int index) {
        if (index >= _size || index < 0) {
            return;
        }
        LinkedNode* cur = _dummyHead;
        while(n--) {
            cur = cur ->next;
        }
     cur->next = cur->next->next;
     size--;

206.反转链表

题目链接：206.反转链表

题目描述：题意：反转一个单链表。

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

主要思路

改变链表的next指针指向即可实现链表的反转。

首先定义一个cur指针，指向头结点，再定义一个pre指针，初始化为null。
然后就要开始反转了，首先要把 cur->next 节点用tmp指针保存一下，也就是保存一下这个节点。
为什么要保存一下这个节点呢，因为接下来要改变 cur->next 的指向了，将cur->next 指向pre ，此时已经反转了第一个节点了。
接下来，就是循环走如下代码逻辑了，继续移动pre和cur指针。
最后，cur 指针已经指向了null，循环结束，链表也反转完毕了。 此时我们return pre指针就可以了，pre指针就指向了新的头结点。

代码实现

双指针法：

Copy
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode* temp; // 保存cur的下一个节点
        ListNode* cur = head;
        ListNode* pre = NULL;
        while(cur) {
            temp = cur->next;  // 保存一下 cur的下一个节点，因为接下来要改变cur->next
            cur->next = pre; // 翻转操作
            // 更新pre 和 cur指针
            pre = cur;
            cur = temp;
        }
        return pre;
    }
};

总结

反转链表下次手撕一遍，链表这节有点基础，尽快拿下。