Linked List

Someone2022年2月7日大约 3 分钟

Linked List

Reverse Linked List

  • Iterative method
def reverseList(self, head):

    preNode = None
    curNode = head

    while curNode is not None:
        next = curNode.next
        curNode.next = preNode
        preNode = curNode
        curNode = next

    return preNode
  • Recursive method
  1. Divide the list in two parts - first node and rest of the linked list.
  2. Call reverse for the rest of the linked list.
  3. Link rest to first.
  4. Fix head pointer

由于迭代较快,故建议经常使用迭代法。

Intersection of Linked List

判断两个链表是否有交叉(Intersection), LC160.

实现思路有:

  • 根据链表是否有环判断

先遍历一个链表找到其尾部,然后将尾部的 next 指针指向另一个链表,这样子两个链表就合成了一个链表,判断原来的两个链表是否有交叉也就变成了判断一个单链表是否有环

找出交点的方法是,遍历两个链表,长度较长的链表指针向后移动 |len1 - len2| 个单位,然后开始遍历两个链表,判断节点是否相等(节点的地址)。

  • 根据总结的规律判断

该方法比较巧妙,代码如下:

def getIntersectionNode(self, headA, headB):
    if headA is None or headB is None:
        return None

    pa = headA
    pb = headB

    while pa is not pb:
        pa = headB if pa is None else pa.next
        pb = headA if pb is None else pb.next

    return pa

核心思路在于,同时遍历两个链表,如果到链表结束,则将指针指向另一个链表,遍历直到两个移动的指针相等。

判断单链表是否有环

一般判断单链表是否有环的方法是设置一块一慢两个指针,看其是否会相等。

Implement LRU

LRU 为最近最少使用算法,常常用于缓存技术中,其实现方式为循环双向链表,实现思想为:

将 chche 的所有位置都用双向链表链接起来,当一个位置被命中以后,将该位置指向链表头的位置,新加入的 chche 直接加到链表头中。

这样,在多次进行 cache 操作后,最近被命中的,就会被向链表头方向移动,而没被命中的向链表后面移动。

缓存已满的时候新加入的数据节点插入链表头部,而删除链表的尾节点。

具体的实现代码可以参考 GitHubopen in new window

class LRUCache:
    def __init__(self, capacity: int):
        self.capacity = capacity
        seld.dic = {}
        self.head = Node(0, 0)
        self.tail = Node(0, 0)
        self.head.next = self.tail
        self.tail.prev = self.head

思路是初始化一个 dict 用于存储,对双向链表进行操作的同时对这个 dict 进行赋值操作,dict 的结构为:

  • key: LRUCache 中的 key

  • value: 一个 Node 类型的节点,存储其 prevnext 信息以及最关键的 value

put() 方法为:

def put(self, key: int, value: int) -> None:
    if key in self.dic:
        self._remove(dic[key])
    n = Node(key, value)
    self._add(n)
    self.dic[key] = n
    if len(self.dic) > self.capacity:
        first_node = self.head.next
        self._remove(first_node)
        del self.dic[first_node.key]

然后使用双向链表的操作进行插入(尾插)和删除(第一个节点)

也可以使用 Python 中的 collection.OrderedDict 来进行存储,使用其 move_to_end()popitem() 方法,具体代码可以参考这里open in new window

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