LeetCode：经典题之21、24 题解及延伸

系列目录

88.合并两个有序数组
52.螺旋数组
567.字符串的排列
643.子数组最大平均数
150.逆波兰表达式
61.旋转链表
160.相交链表
83.删除排序链表中的重复元素
389.找不同
1491.去掉最低工资和最高工资后的工资平均值
896.单调序列
206.反转链表
92.反转链表II
141.环形链表
142.环型链表
21.合并两个有序列表
24.两辆交换链表中的节点
876.链表的中间节点
143. 重排链表
2.两数相加
445.两数相加II

21. 合并两个有序列表

🌟链表+递归+迭代

原题链接

C++
若未特殊标明，以下题解均写用C++

方法一 递归

/**
 * 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) {}
 * };
 */

// 宏定义没有 ;分号
#define list1 l1
#define list2 l2

class Solution {
public:
    ListNode* mergeTwoLists(ListNode* list1, ListNode* list2) {
        if (l1 == nullptr) 
            return l2;
        
        else if (l2 == nullptr)
            return l1;
        
        else if (l1->val <= l2->val) {
            // 比较 l1->next 和 刚刚参与比较的 l2
            l1->next = mergeTwoLists(l1->next, l2);
            // 还要继续利用原 l1找到l1.next，所以后返回 l1
            return l1;
        } else {
            // 同理
            l2->next = mergeTwoLists(l2->next, l1);
            return l2;
        }
    }
};

方法二 迭代

/**
 * 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) {}
 * };
 */

// 注意顺序不要反了，原名在前
 # define list1 l1
 # define list2 l2
class Solution {
public:
    ListNode* mergeTwoLists(ListNode* list1, ListNode* list2) {
        // 定义一个哨兵💂 快速返回合并后的链表
        // 不妨定义值为 -1 
        ListNode* dummyHead = new ListNode(-1);
        // 维护(preserve)一个 prev指针，让其移动
        ListNode* prev = dummyHead;
        while (l1 != nullptr && l2 != nullptr) {
            if (l1->val <= l2->val) {
                prev->next = l1;
                l1 = l1->next;
            } else {
                prev->next = l2;
                l2 = l2->next;
            }

            // 调整 prev的位置
            prev = prev->next;
        }

        // l1 或 l2 定会有一个先指向空
        // 三元条件运算符
        prev->next = l1 == nullptr ? l2 : l1;

        return dummyHead->next;
    }
};

有关三元条件运算符和哨兵(哑节点/虚拟头节点)
可参考这篇文章

24. 两两交换链表中的节点

🌟链表+递归+迭代

原题链接

C++
若未特殊标明，以下题解均写用C++

方法一 递归

/**
 * 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) {
        // 相邻节点两两交换，原链表第2个节点即新链表的第1个节点
        // 而newHead->next 又恰为除去这两个节点的链表的头节点
        // 且swapParis() 的变量是链表的 头节点
        // 故可以递归地完成两两交换

        // 如果链表长度为 0或1，无法交换——不如说无需交换
        if (head == nullptr || head->next == nullptr)
            return head;
        
        ListNode *newHead = head->next;
        head->next = swapPairs(newHead->next);
        newHead->next = head;

        // newHead 为交换后链表的头节点
        return newHead;
    }
};

方法二 迭代

/**
 * 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) {
        // new一个 虚拟头节点
        ListNode* dummy = new ListNode(0);
        dummy->next = head;
        // 定义临时(temporary)节点 temp，记录尚未处理好的链表的头节点
        ListNode* temp = dummy;
        while (temp->next != nullptr && temp->next->next != nullptr) {
            // 定义 node1(节点1) 和 node2
            ListNode* node1 = temp->next;
            ListNode* node2 = temp->next->next;
            temp->next = node2;
            node1->next = node2->next;
            // 用完再更新 node2
            node2->next = node1;

            // 记得更新 temp
            // 指针跟着节点走的
            temp = node1;
        }
        // 记得删除这个 dummy
        ListNode *res = dummy->next;
        delete dummy;

        return res;
    }
};

内存泄漏 (Memory Leak)

指程序在申请内存后，未能正确地释放，导致系统内存的浪费；还有可能导致程序崩溃乃至系统可用内存耗尽

对于任何动态内存分配的问题，处理好内存泄漏是非常必要的

为了避免内存泄漏，可以采取以下措施：

确保每个new都有对应的delete：每当使用new来创建一个节点时，都应该确保在适当的时候使用delete来释放它这通常发生在节点不再需要时，例如在删除节点或链表被销毁时
使用智能指针：C++11及以后的版本引入了智能指针 (如unique_ptr、shared_ptr )，它们可以自动管理内存，并在适当的时候释放它使用智能指针可以大大简化内存管理，并减少内存泄漏的风险
避免野指针：野指针是指已经被释放但仍然被引用的指针如果试图通过野指针访问内存或释放已经释放的内存，都会导致不可预测的行为，包括内存泄漏因此，应该确保在释放内存后立即将指针设置为nullptr，以避免野指针的问题
使用RAII (Resource Acquisition Is Initialization )原则：RAII是一种编程技术，它要求将资源的生命周期与对象的生命周期绑定在一起通过这种方法，可以确保在对象不再需要时自动释放其占用的资源，包括内存
进行内存泄漏检测：使用工具 (如Valgrind、AddressSanitizer等 )来检测内存泄漏这些工具可以帮助你发现潜在的内存泄漏问题，并提供有关如何修复它们的建议