乐趣区

关于javascript:链表6道前端算法面试高频题解

jiezi

数组在上一篇的专栏，中咱们进行了回顾和刷题。

链表

趁热打铁，咱们来比照数组来学习链表。

首先要明确的是，链表和数组的 底层存储构造不同，数组要求存储在一块间断的内存中，而链表是通过指针将一组零散的内存块串联起来。

可见链表对内存的要求升高了，然而随机拜访的性能就没有数组好了，须要 O(n) 的工夫复杂度。

下图中展现了单链表及单链表的增加和删除操作，其实 链表操作的实质就是解决链表结点之间的指针。

在删除链表结点的操作中，咱们只须要将须要删除结点的前驱结点的 next 指针，指向其后继即可。这样，以后被删除的结点就被抛弃在内存中，期待着它的是被垃圾回收器革除。

为了更便于你了解，链表能够类比现实生活中的火车，火车的每节车厢就是链表的一个个结点。车厢之间相互连接，能够增加或者移除掉。春运时，客运量比拟大，列车个别会加挂车厢。

链表的结点构造由 数据域 和指针域 组成，在 JavaScript 中，以嵌套的对象模式实现。

{
    // 数据域
    val: 1,
    // 指针域
    next: {
        val:2,
        next: ...
    }
}

名词科普

  • 头结点：头结点用来记录链表的基地址，是咱们遍历链表的终点
  • 尾结点：尾结点的指针不是指向下一个结点，而是指向一个空地址 NULL
  • 单链表：单链表是单向的，它的结点只有一个后继指针 next 指向前面的结点，尾结点指针指向空地址
  • 循环链表：循环链表的尾结点指针指向链表的头结点
  • 双向链表：双向链表反对两个方向，每个结点不止有一个后继指针 next 指向前面的结点，还有一个前驱指针 prev 指向后面的结点，双向链表会占用更多的内存，然而查找前驱节点的工夫复杂度是 O(1)，比单链表的插入和删除操作都更高效
  • 双向循环链表

循环链表

双向链表

双向循环链表

开启刷题

  • 前端食堂的 LeetCode 题解仓库

年初立了一个 flag，下面这个仓库在 2021 年写满 100 道前端面试高频题解，目前进度曾经实现了 50%。

如果你也筹备刷或者正在刷 LeetCode，无妨退出前端食堂，一起并肩作战，刷个畅快。

理解了链表的基础知识后，马上开启咱们欢快的刷题之旅，我整顿了 6 道高频的 LeetCode 链表题及题解如下。

01 删除链表的倒数第 N 个结点

原题链接

快慢指针

先明确，删除倒数第 n 个结点，咱们须要找到倒数第 n+1 个结点，删除其后继结点即可。

  1. 增加 prev 哨兵结点，解决边界问题。
  2. 借助快慢指针，快指针先走 n+1 步，而后快慢指针同步往前走，直到 fast.next 为 null。
  3. 删除倒数第 n 个结点，返回 prev.next。
const removeNthFromEnd = function(head, n) {let prev = new ListNode(0), fast = prev, slow = prev;
    prev.next = head;
    while (n--) {fast = fast.next;}
    while (fast && fast.next) {
        fast = fast.next;
        slow = slow.next;
    }
    slow.next = slow.next.next;
    return prev.next;
}
  • 工夫复杂度：O(n)
  • 空间复杂度：O(1)

02 合并两个有序链表

原题链接

思路

  1. 应用递归来解题
  2. 将两个链表头部较小的一个与剩下的元素合并
  3. 当两条链表中的一条为空时终止递归

关键点

  • 把握链表数据结构
  • 思考边界状况

复杂度剖析

n + m 是两条链表的长度

  • 工夫复杂度：O(m + n)
  • 空间复杂度：O(m + n)
const mergeTwoLists = function (l1, l2) {if (l1 === null) {return l2;}
    if (l2 === null) {return l1;}
    if (l1.val < l2.val) {l1.next = mergeTwoLists(l1.next, l2);
        return l1;
    } else {l2.next = mergeTwoLists(l1, l2.next);
        return l2;
    }
}

03 两两替换链表中的节点

原题链接

先明确想要替换节点共须要有三个指针进行扭转。

  1. 所以咱们须要在链表头部增加一个哨兵节点
  2. 循环中首先操作三个指针实现节点替换
  3. 指针右移，进行下一对节点的替换

迭代 + 哨兵节点

const swapPairs = (head) => {const dummy = new ListNode(0);
  dummy.next = head; // 头部增加哨兵节点
  let prev = dummy;

  while (head && head.next) {
    const next = head.next; // 保留 head.next
    head.next = next.next;
    next.next = head;
    prev.next = next;
    // 上面两个操作将指针更新
    prev = head;      
    head = head.next;
  }
  return dummy.next;
};
  • 工夫复杂度：O(n)
  • 空间复杂度：O(1)

递归

如果你对递归还感觉把握的不够透彻，能够移步我的这篇专栏

回到本题的递归解法：

  1. 写递归解法的话，老套路，先明确终止条件，链表中没有节点或只有一个节点时无奈进行替换。
  2. 接下来递归的进行两两替换节点并更新指针关系。
  3. 返回新链表的头节点 newHead。
const swapPairs = function (head) {
    // 递归终止条件
    if (head === null || head.next === null) {return head;}
    // 取得第 2 个节点
    let newHead = head.next;
    // 将第 1 个节点指向第 3 个节点，并从第 3 个节点开始递归
    head.next = swapPairs(newHead.next);
    // 将第 2 个节点指向第 1 个节点
    newHead.next = head;
    return newHead;
}
  • 工夫复杂度：O(n)
  • 空间复杂度：O(n)

04 环形链表

原题链接

快慢指针

  1. 应用快慢不同的两个指针遍历，快指针一次走两步，慢指针一次走一步。
  2. 如果没有环，快指针会先达到尾部，返回 false。
  3. 如果有环，则肯定会相遇。
const hasCycle = function(head) {if (!head || !head.next) return false;
    let fast = head.next;
    let slow = head;
    while (fast !== slow) {if (!fast || !fast.next) {return false;}
        fast = fast.next.next;
        slow = slow.next;
    }
    return true;
};
  • 工夫复杂度：O(n)
  • 空间复杂度：O(1)

标记法

遍历链表，通过 flag 标记判断是否有环，如果标记存在则有环。(走过的中央插个旗子做标记)

const hasCycle = function(head) {while (head) {if (head.flag) {return true;} else {
            head.flag = true;
            head = head.next;
        }
    }
    return false;
}
  • 工夫复杂度：O(n)
  • 空间复杂度：O(1)

05 反转链表

原题链接

迭代

  1. 初始化哨兵节点 prev 为 null，及以后节点 curr 指向头节点。
  2. 开始迭代，记录 next 指针留备后用，反转指针。
  3. 推动指针持续迭代，最初返回新的链表头节点 prev。
const reverseList = function(head) {
    let prev = null;
    let curr = head;
    while (curr !== null) {
        // 记录 next 节点
        let next = curr.next;
        // 反转指针
        curr.next = prev;
        // 推动指针
        prev = curr;
        curr = next;
    }
    // 返回翻转后的头节点
    return prev;
};
  • 工夫复杂度: O(n)
  • 空间复杂度: O(1)

递归

const reverseList = function(head) {if (!head || !head.next) return head;
    // 记录以后节点的下一个节点
    let next = head.next;
    let reverseHead = reverseList(next);
    // 操作指针进行反转
    head.next = null;
    next.next = head;
    return reverseHead;
};
  • 工夫复杂度: O(n)
  • 空间复杂度: O(n)

06 链表的两头结点

原题链接

快慢指针

老套路，借助快慢指针，fast 一次走两步，slow 一次走一步，当 fast 达到链表开端时，slow 就处于链表的两头点了。

const middleNode = function(head) {
    let fast = head, slow = head;
    while (fast && fast.next) {
        slow = slow.next;
        fast = fast.next.next;
    }
    return slow;
};
  • 工夫复杂度: O(n)
  • 空间复杂度: O(1)

退出移动版