開心一刻
一天，朋友胃疼的難受，陪他去醫院
醫生：這些天你都吃了什麼？
朋友：媳婦剩的飯我喫，孩子剩的飯我也喫
醫生：你家不養狗的嗎？
朋友：難道狗剩下的我也要喫？
我當場就笑岔氣了
數據結構
關於什麼是鏈表，本文不做過多介紹，不瞭解的小夥伴自行去充能
稍微帶大家回顧下鏈表的分類，不做過多介紹，直接看圖
單鏈表
雙向鏈表
循環鏈表
單向循環鏈表
雙向循環鏈表
環形鏈表
由單鏈表 + 單向循環鏈表組成
花式玩法
後續的場景都會基於某些特定類型的鏈表，大家不要太放飛自我
我也會在各個場景中明確指明基於那個類型，大家不要看偏了
單向節點 OneWayNode
雖然代碼用 java 實現，但涉及到的算法實現是通用的，希望大家不要被開發語言所禁錮
鏈表反轉
基本上指的是單鏈表的反轉，大家就認爲是單鏈表的反轉
樓主在以往的面試過程中就遇到過這個問題，而且不止一次被面到
如果大家連這個都不會，趕緊偷摸 code 起來
遞歸實現，實現簡單，也好理解
有遞歸，往往有其相愛相殺的迭代
不管是遞歸還是迭代，變量賦值的順序不是隨便的，不信你們改變下順序試試
如果沒有任何限制，反轉實現方式非常多；但面試時，往往會對時間複雜度或空間複雜度做一個極致的考量
這道題如果出現在面試中，那麼考覈點就是：時間複雜度 O(N) ，額外空間複雜度 O(1) ，那麼你們覺得遞歸的實現會讓面試官滿意嗎？
實際開發工程中，反轉往往不需要大家手動去實現，高級編程語言基本都有已經實現好的工具方法，大家直接用就好
例如 java 中有工具方法： Collections.reverse ，有興趣的可以去跟下自己所用語言的實現，你會有驚喜，會發現有意思的新大陸
迴文判斷
何謂迴文，就是反轉之後與之前本身一樣，例如 a,b,b,a 、 1,2,3,2,1
針對該問題，大家第一時間想到的肯定是二分法，但二分法是基於數組的，它不適用於單鏈表
那麼如何判斷單鏈表的迴文了
那就按回文的描述那樣，對原鏈表進行拷貝，然後反轉拷貝的鏈表，再將原鏈表與新鏈表的值逐一對應比較，過程類似如下
代碼如下
有個數據結構，先進後出，也適用於這個場景，這個數據結構就是：棧；直接上代碼
利用棧的方式，可以優化，其實只需要入棧鏈表右半側的數據即可
如何控制只入棧鏈表右半側的數據了，需要用到快慢指針
快慢指針的起點都是頭結點，慢指針每次移動一個，快指針一次移動兩個，當快指針走完的時候，慢指針來到中間位置
將慢指針所在的鏈表元素以及慢指針之後的鏈表元素入棧
上述的三種方式，不管是哪一種，額外空間複雜度都是 O(N) ，那有沒有額外空間複雜度爲 O(1) 的方式了
有，同樣用快慢指針，只是快指針走完後，慢指針以及它之後的鏈表元素不是入棧，而是反轉，將反轉後的鏈表與原鏈表逐一對應比較，如下圖所示
代碼實現
除了有限幾個變量，沒有使用額外的空間，那麼額外空間複雜度就是 O(1)
入環節點
給定一個單向鏈表（單鏈表或環形鏈表中的某一種），判斷它是否成環，不成環返回 null ，成環則返回入環的第一個節點
單鏈表返回 null ，環形鏈表則返回入環的第一個節點
對於題意，相信大家已經理解，那麼如何用代碼實現了？
藉助 哈希表 ；遍歷鏈表，將節點逐個放入 哈希表 ，放入的時候判斷節點是否已存在
若存在，那麼該節點就是入環的第一個節點，若不存在，則將節點放入 哈希表
如若鏈表能遍歷完，則說明沒有成環，直接返回 null
我們來看代碼
就結果而言是對的，但卻用了 O(N) 的額外空間複雜度，這往往不是面試官想要的，他想要的往往是 O(1) 的額外空間複雜度
有沒有什麼辦法可以做到了，肯定是有的： Floyd判圈算法
關於 Floyd判圈算法 ，大家自行去百度，它有一個結論：快慢指針第一次在環中相遇時，其中一個指針回到起點，然後兩個指針同時一次走一步向後移動，當它們再次相遇時，一定是在第一個入環節點
我們來簡單證明一下這個結論，如下圖
第一次相遇之前，慢指針一次走一步，快指針一次走兩步，那麼第一次相遇時，快指針走的距離 FD = p + f * c + m，慢指針所走的距離 SD = p + s * c + m
其中 f 表示快指針在環中走的完整圈數，s 表示慢指針在環中走的完整圈數
所以 FD = 2 * SD，則有 p + f * c + m = 2 * (p + s * c + m)，得到 p + m = (f - 2s) * c
f - 2s 肯定是一個 >= 0 的整數，所以 p + m 是環形周長的倍數
快慢指針第一次相遇後，快指針回到起點，慢指針停在相遇點（M），然後快慢指針都每次走一步向後移動
當快指針來到 P ，快指針走過的距離 FD = p，慢指針走過的距離 SD = p
因爲慢指針是從 M 開始移動的，而 P 離 M 的距離爲 m，所以相當於慢指針從 P 開始移動了 p + m 距離
而前面得出 p + m 就是環形周長的倍數，所以可以理解成慢指針從 P 開始，移動了環形周長倍數的距離，最終還是來到 P
所以快慢指針相遇於 P，也就是第一個入環節點
當理解了 Floyd判圈算法 後，代碼實現就很簡單了
僅僅用了快慢指針兩個額外變量，額外空間複雜度 O(1)
這個題其實還有一個變種：如果成環，請返回環的大小（環中有多少個節點）
求環的大小比找入環的第一個節點要更好理解一點，當快慢指針在環中第一次相遇時，計時器初始成 0，一個指針不動，另一個指針逐步向後移動
每移動一步計數器就加 1，當快慢指針再次相遇時，計數器的值就是環的大小；代碼就不演示了，大家自行去 code 、 code 、 code ！
相交節點
給定兩個單向鏈表（單鏈表或環形鏈表），不相交則返回 null ，相交則返回相交的第一個節點
藉助哈希表，實現比較簡單，也容易理解，直接看代碼
額外空間複雜度 O(N) ，這往往不是面試官想要的結果，那有沒有什麼方式，其額外空間複雜度是 O(1) 了，我們往下看
我們先來捋一下兩個單向鏈表的關係有哪些
兩個單鏈表
如果兩個都是單鏈表，那麼他們之間的關係就只有如下兩種
如果兩個單鏈表相交，那麼從第一個相交節點開始，後面的節點都是共用的
所以我們可以如下處理，先找到兩個鏈表的尾節點，如果這兩個尾節點不是同一個節點，那麼肯定不相交，直接返回 null
找尾節點的過程中，記錄下兩個鏈表各自的長度：L1、L2，長的鏈表先移動 | L1-L2 |，然後兩個鏈表同時移動，一次移動一步
移動的過程中，一旦節點是同一個節點，那麼該節點就是相交的第一個節點，直接返回該節點
結合代碼，更好理解
只用到了有限的幾個變量，那麼額外空間複雜度 O(1)
一個單鏈表，一個環形鏈表
因爲鏈表節點是單向的，所以這兩個鏈表不可能相交
大家不要無限放大你們豐富的想象力，各種意淫這兩個鏈表的相交情況，結合實際情況去手動畫你們腦海中想象出來的相交情況
鏈表節點就一個 next 、一個 next 、一個 next ！
兩個環形鏈表
此時兩個鏈表的關係，無非就下面三種
兩個環形鏈表的三種情況其實都和入環節點有關係，假設 h1 的入環節點是 loop1，h2 的入環節點是 loop2
如果 loop1 == loop2，對應情況 2，此時相交的第一個節點肯定在 h1 ~ loop1 或 h2 ~ loop2 之間
我們可以把 h1 ~ loop1 看成一個單鏈表，h2 ~ loop2 看成第二個單鏈表
此時大家是不是想起了什麼，往上滑一滑，去看看 兩個單鏈表 的相交
如果 loop1 != loop2，對應情況 1、3
從 loop1 的下一個節點開始，一次走一步，如果回到了 loop1 還未遇到 loop2，那麼兩個鏈表不相交
如果回到 loop1 之前遇到了 loop2，那麼說明兩個鏈表相交，第一個相交的節點就是 loop1 或 loop2
我們來看看代碼
把 兩個單向鏈表 的三種關係串起來
額外空間複雜度 O(1)
有沒有覺得很好玩 ？
總結
1、一個題的實現方式往往有多種，但面試中往往考覈的是時間複雜度或空間複雜度的極致利用
2、快慢指針在鏈表中很重要，希望大家能夠建立起快慢指針的概念
3、鏈表的花式玩法非常多，有興趣的可以去力扣上刷一刷：鏈表