LeetCode 24.两两交换链表中的节点, 19.删除链表的倒数第N个节点 面试题 02.07. 链表相交 142.环形链表II

24.两两交换链表中的节点

题目：

给你一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题（即，只能进行节点交换）。

示例1：

输入：head = [1,2,3,4]
输出：[2,1,4,3]
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示例2：

输入：head = []
输出：[]
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示例3：

输入：head = [1]
输出：[1]
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提示：

• 链表中节点的数目在范围 [0, 100] 内
• 0 <= Node.val <= 100

c++ 代码实现

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
        ListNode * dummyHead = new ListNode(0);
        dummyHead->next = head;
        ListNode * cur = dummyHead;
        
        while (cur->next != nullptr && cur->next->next != nullptr) {
            // 先保存好，交换的值
            ListNode *tmp = cur->next;
            // 下一次的交换节点
            ListNode * tmp1 = cur->next->next->next;

            // 开始交换
            cur->next = cur->next->next;
            cur->next->next = tmp;
            cur->next->next->next = tmp1;

            // 移动两位
            cur = cur->next->next;
        }

        return dummyHead->next;
    }
};
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python 代码实现

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution:
    def swapPairs(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
        dummy = ListNode(0)
        dummy.next = head
        cur = dummy
        while cur.next != None and cur.next.next != None:
            tmp = cur.next
            tmpNext = cur.next.next.next

            cur.next = cur.next.next
            cur.next.next = tmp
            cur.next.next.next = tmpNext

            cur = cur.next.next
        return dummy.next
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19.删除链表的倒数第N个节点

给你一个链表，删除链表的倒数第 n 个结点，并且返回链表的头结点。

示例1：

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

输入：head = [1], n = 1
输出：[]
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示例3：

输入：head = [1,2], n = 1
输出：[1]
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提示：

• 链表中结点的数目为 sz
• 1 <= sz <= 30
• 0 <= Node.val <= 100
• 1 <= n <= sz

进阶：你能尝试使用一趟扫描实现吗？

c++ 代码实现

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
        ListNode *dummy = new ListNode(0, head);
        ListNode * slow = dummy;
        ListNode * fast = head;
        
        // 先遍历fast , 移动n位置
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            fast = fast->next;
        }

        // 同时遍历，直到fast为空，表明slow为倒数个节点
        while (fast != nullptr) {
            fast = fast->next;
            slow = slow->next;
        }
        // 删除节点
        slow->next = slow->next->next;
        return dummy->next;
    }
};
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python代码实现

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution:
    def removeNthFromEnd(self, head: Optional[ListNode], n: int) -> Optional[ListNode]:
        dummy = ListNode(0)
        dummy.next = head
        slow = dummy
        fast = head
        for i in range(n):
            fast = fast.next
        while fast != None:
            slow = slow.next
            fast = fast.next
        slow.next = slow.next.next
        return dummy.next
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面试题 02.07. 链表相交

给你两个单链表的头节点 headA 和 headB ，请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表没有交点，返回 null 。

图示两个链表在节点 c1 开始相交：

题目数据 保证 整个链式结构中不存在环。

注意，函数返回结果后，链表必须 保持其原始结构 。

示例1：

输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,0,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3
输出：Intersected at '8'
解释：相交节点的值为 8 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。
从各自的表头开始算起，链表 A 为 [4,1,8,4,5]，链表 B 为 [5,0,1,8,4,5]。
在 A 中，相交节点前有 2 个节点；在 B 中，相交节点前有 3 个节点。
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示例2：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-5yQNGE7i-1667183283625)(./img/160_example_2.png)]

输入：intersectVal = 2, listA = [0,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1
输出：Intersected at '2'
解释：相交节点的值为 2 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。
从各自的表头开始算起，链表 A 为 [0,9,1,2,4]，链表 B 为 [3,2,4]。
在 A 中，相交节点前有 3 个节点；在 B 中，相交节点前有 1 个节点。
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示例3

输入：intersectVal = 0, listA = [2,6,4], listB = [1,5], skipA = 3, skipB = 2
输出：null
解释：从各自的表头开始算起，链表 A 为 [2,6,4]，链表 B 为 [1,5]。
由于这两个链表不相交，所以 intersectVal 必须为 0，而 skipA 和 skipB 可以是任意值。
这两个链表不相交，因此返回 null 。
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提示：

• listA 中节点数目为 m
• listB 中节点数目为 n
• 0 <= m, n <= 3 * 104
• 1 <= Node.val <= 105
• 0 <= skipA <= m
• 0 <= skipB <= n
• 如果 listA 和 listB 没有交点，intersectVal 为 0
• 如果 listA 和 listB 有交点，intersectVal == listA[skipA + 1] == listB[skipB + 1]

**进阶：**你能否设计一个时间复杂度 O(n) 、仅用 O(1) 内存的解决方案？

c++ 代码实现

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
        if (headA == nullptr || headB == nullptr) return nullptr;
        ListNode * a = headA;
        ListNode * b = headB;
        while ( a != b ) {
            a = a == nullptr ? headB : a->next;
            b = b == nullptr ? headA : b->next;
        }
        return a;
    }
};
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python 代码实现

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def getIntersectionNode(self, headA: ListNode, headB: ListNode) -> ListNode:
        if (headA == None or headB == None):
            return None
        a = headA
        b = headB
        while (a != b):
            if (a == None):
                a = headB
            else:
                a = a.next
            
            if (b == None):
                b = headA
            else:
                b = b.next
        return a
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142. 环形链表 II

题目：

给定一个链表的头节点 head ，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。

不允许修改 链表。

示例1：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-kVx9FLeR-1667183283627)(./img/ring_1.png)]
[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：返回索引为 1 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。
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示例2

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-muvxffVF-1667183283627)(./img/ring_2.png)]

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：返回索引为 0 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。
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示例3：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-LFIGc3ZF-1667183283628)(./img/ring_3.png)]

输入：head = [1], pos = -1
输出：返回 null
解释：链表中没有环。
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提示：

• 链表中节点的数目范围在范围 [0, 104] 内
• -105 <= Node.val <= 105
• pos 的值为 -1 或者链表中的一个有效索引

**进阶：**你是否可以使用 O(1) 空间解决此题？

c++代码实现

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        ListNode * fast = head;
        ListNode * slow = head;
        while (fast->next != nullptr && fast->next != nullptr) {
            slow = slow->next;
            fast = fast->next->next;
            // 当slow 和 fast 相遇，证明有环
            if (slow == fast) {
                // 两者同时移动，直到相遇
                ListNode * index1 = fast;
                ListNode * index2 = head;
                
                while (index1 != index2) {
                    index1 = index1->next;
                    index2 = index2->next;
                }
                return index2;
            }
        }
        return nullptr;
    }
};
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python 代码实现

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def detectCycle(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
        slow = head
        fast = head
        while fast!= None and fast.next != None:
            slow =  slow.next
            fast = fast.next.next
            
            if slow == fast:
                index1 = fast
                index2 = head
                while index1 != index2:
                    index1 = index1.next
                    index2 = index2.next
                return index2
        return None
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