链表中的经典问题_struct listnode* reverse(struct listnode* head) {

一、反转链表

  反转一个单链表:一种解决方案是按原始顺序迭代结点，并将它们逐个移动到列表的头部。

方法1:迭代

C

struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head) {
    struct ListNode* prev = NULL;
    struct ListNode* curr = head;
    while (curr) {
        struct ListNode* next = curr->next;
        curr->next = prev;
        prev = curr;
        curr = next;
    }
    return prev;
}
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C++

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode* prev = nullptr;
        ListNode* curr = head;
        while (curr) {
            ListNode* next = curr->next;
            curr->next = prev;
            prev = curr;
            curr = next;
        }
        return prev;
    }
};
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方法2：递归

C

    /**
     * 以链表1->2->3->4->5举例
     * @param head
     * @return
     */
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            /*
                直到当前节点的下一个节点为空时返回当前节点
                由于5没有下一个节点了，所以此处返回节点5
             */
            return head;
        }
        //递归传入下一个节点，目的是为了到达最后一个节点
        ListNode newHead = reverseList(head.next);
                /*
            第一轮出栈，head为5，head.next为空，返回5
            第二轮出栈，head为4，head.next为5，执行head.next.next=head也就是5.next=4，
                      把当前节点的子节点的子节点指向当前节点
                      此时链表为1->2->3->4<->5，由于4与5互相指向，所以此处要断开4.next=null
                      此时链表为1->2->3->4<-5
                      返回节点5
            第三轮出栈，head为3，head.next为4，执行head.next.next=head也就是4.next=3，
                      此时链表为1->2->3<->4<-5，由于3与4互相指向，所以此处要断开3.next=null
                      此时链表为1->2->3<-4<-5
                      返回节点5
            第四轮出栈，head为2，head.next为3，执行head.next.next=head也就是3.next=2，
                      此时链表为1->2<->3<-4<-5，由于2与3互相指向，所以此处要断开2.next=null
                      此时链表为1->2<-3<-4<-5
                      返回节点5
            第五轮出栈，head为1，head.next为2，执行head.next.next=head也就是2.next=1，
                      此时链表为1<->2<-3<-4<-5，由于1与2互相指向，所以此处要断开1.next=null
                      此时链表为1<-2<-3<-4<-5
                      返回节点5
            出栈完成，最终头节点5->4->3->2->1
         */
        head.next.next = head;
        head.next = null;
        return newHead;
    }
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C++

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        if (!head || !head->next) {
            return head;
        }
        ListNode* newHead = reverseList(head->next);
        head->next->next = head;
        head->next = nullptr;
        return newHead;
    }
};
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二、移除链表元素

1.题目

方法1：直接使用原来的链表来进行删除操作。

  移除头结点和移除其他节点的操作是不一样的，因为链表的其他节点都是通过前一个节点来移除当前节点，而头结点没有前一个节点。

  所以头结点如何移除呢，其实只要将头结点向后移动一位就可以，这样就从链表中移除了一个头结点。依然别忘将原头结点从内存中删掉。这样移除了一个头结点，是不是发现，在单链表中移除头结点 和 移除其他节点的操作方式是不一样，其实在写代码的时候也会发现，需要单独写一段逻辑来处理移除头结点的情况。

C代码

truct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val){
    struct ListNode* temp;
    // 当头结点存在并且头结点的值等于val时
    while(head && head->val == val) {
        temp = head;
        // 将新的头结点设置为head->next并删除原来的头结点
        head = head->next;
        free(temp);
    }

    struct ListNode *cur = head;
    // 当cur存在并且cur->next存在时
    // 此解法需要判断cur存在因为cur指向head。若head本身为NULL或者原链表中元素都为val的话，cur也会为NULL
    while(cur && (temp = cur->next)) {
        // 若cur->next的值等于val
        if(temp->val == val) {
            // 将cur->next设置为cur->next->next并删除cur->next
            cur->next = temp->next;
            free(temp);
        }
        // 若cur->next不等于val，则将cur后移一位
        else
            cur = cur->next;
    }

    // 返回头结点
    return head;
}
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C++代码

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        // 删除头结点
        while (head != NULL && head->val == val) { // 注意这里不是if
            ListNode* tmp = head;
            head = head->next;
            delete tmp;
        }

        // 删除非头结点
        ListNode* cur = head;
        while (cur != NULL && cur->next!= NULL) {
            if (cur->next->val == val) {
                ListNode* tmp = cur->next;
                cur->next = cur->next->next;
                delete tmp;
            } else {
                cur = cur->next;
            }
        }
        return head;
    }
};
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方法2：设置一个虚拟头结点在进行删除操作。

  其实可以设置一个虚拟头结点，这样原链表的所有节点就都可以按照统一的方式进行移除了。

  来看看如何设置一个虚拟头。依然还是在这个链表中，移除元素1。这里来给链表添加一个虚拟头结点为新的头结点，此时要移除这个旧头结点元素1。

C代码

struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val){
    typedef struct ListNode ListNode;
    ListNode *shead;
    shead = (ListNode *)malloc(sizeof(ListNode));
    shead->next = head;
    ListNode *cur = shead;
    while(cur->next != NULL){
        if (cur->next->val == val){
            ListNode *tmp = cur->next;
            cur->next = cur->next->next;
            free(tmp);
        }
        else{
            cur = cur->next;
        }
    }
    head = shead->next;
    free(shead);
    return head;
}
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C++代码

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        ListNode* dummyHead = new ListNode(0); // 设置一个虚拟头结点
        dummyHead->next = head; // 将虚拟头结点指向head，这样方面后面做删除操作
        ListNode* cur = dummyHead;
        while (cur->next != NULL) {
            if(cur->next->val == val) {
                ListNode* tmp = cur->next;
                cur->next = cur->next->next;
                delete tmp;
            } else {
                cur = cur->next;
            }
        }
        head = dummyHead->next;
        delete dummyHead;
        return head;
    }
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