剑指Offer之Java算法习题精讲链表专项训练

简介

这是一套针对Java语言的链表算法习题集合，帮助Java程序员加强对链表数据结构的理解和应用。

攻略

学习前的准备

在开始刷题之前，需要掌握Java语言的基本语法和常用数据结构的使用，特别是链表的定义和操作方法。可以先学习一些基础的链表算法，例如反转链表、合并有序链表等。

刷题步骤

第一步：熟练掌握链表的基本操作

在开始刷题之前，需要熟练掌握链表的基本操作，例如链表的插入、删除、查找等。

第二步：刷题

学习过程中可以按照提供的习题顺序进行练习，也可以选择自己感兴趣的习题进行练习。

每道习题都有详细的题目描述、要求和示例，需要仔细阅读并理解题目要求和解题思路。在解题过程中，可以先手动模拟一下具体的操作流程，再根据具体需求进行编码实现。

当遇到编码的困难时，可以参考习题的答案或者网上的解题思路进行参考学习。

第三步：剖析解法，总结归纳

刷完一道习题之后，可以归纳总结思路和解法。尝试用自己的语言将思路和具体实现方式记录下来。此时不要过于依赖网上的参考和答案，尽快独立思考和总结。

第四步：迭代学习，理解原理

在学习完一些基础的链表算法之后，可以进一步学习更加高级和复杂的习题。针对一些难度较高的题目，可以尝试总结、分析其算法原理和实现细节，加深对链表数据结构的理解和应用。

示例说明

示例一：反转链表

题目描述：

输入一个链表，反转链表后，输出新链表的表头。

示例：

输入链表：1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> NULL

输出链表：5 -> 4 -> 3 -> 2 -> 1 -> NULL

解题思路：

可以采用迭代或者递归两种方式。

迭代方式：

定义一个 pre 节点(ListNode) 和 cur 节点(ListNode)，分别指向反转完成后的头节点和当前待反转节点。然后定义一个 next 节点(ListNode)保存下一个待反转节点，帮助完成一次反转操作。最后返回新链表的头节点。

public ListNode reverseList(ListNode head) {
    if (head == null || head.next == null){
        return head;
    }
    ListNode pre = null;
    ListNode cur = head;
    while (cur != null){
        ListNode next = cur.next;
        cur.next = pre;
        pre = cur;
        cur = next;
    }
    return pre;
}

递归方式：

递归的思路是先递归到链表的最后一个节点，然后沿着递归的路线反转节点，在返回的过程中交换每个相邻的节点。

public ListNode reverseList(ListNode head) {
    if (head == null || head.next == null) {
        return head;
    }
    ListNode newHead = reverseList(head.next);
    head.next.next = head;
    head.next = null;
    return newHead;
}

示例二：合并两个有序链表

题目描述：

将两个有序链表合并为一个新的有序链表，并返回新链表的表头。

示例：

输入链表1：1 -> 3 -> 5 -> NULL

输入链表2：2 -> 4 -> 6 -> NULL

输出链表：1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> 6 -> NULL

解题思路：

利用归并排序的思路，分别从两个链表的头节点开始比较，将小的节点作为新链表的下一个节点，直到其中一个链表为空，最后将剩余的节点连接到新链表的后面即可。

public ListNode merge(ListNode l1, ListNode l2) {
    if (l1 == null) {
        return l2;
    }
    if (l2 == null) {
        return l1;
    }
    ListNode newHead = null;
    if (l1.val < l2.val) {
        newHead = l1;
        newHead.next = merge(l1.next, l2);
    } else {
        newHead = l2;
        newHead.next = merge(l1, l2.next);
    }
    return newHead;
}

总结

掌握链表算法可以增强Java程序员的编程能力，并且在实际的开发中也有广泛的应用。通过上述攻略，我们可以系统地进行链表算法的学习和总结，从而掌握更多高级的数据结构和算法知识。