Javascript算法实现：反转链表旋转链表链表相交数据流中的第K大元素翻转二叉树

2023-11-02 19:12:00

揭秘链表和二叉树的五大经典算法

在计算机科学中，数据结构和算法是至关重要的基石。其中，链表和二叉树是两种广泛使用的非线性数据结构，广泛应用于各种应用中。本文将深入探讨与链表和二叉树相关的五大经典算法，它们是程序员必备的技能。

1. 反转链表

链表是一种线性数据结构，由一组节点组成，每个节点包含一个值和指向下一个节点的指针。反转链表是将其节点的顺序从头到尾颠倒的过程。反转链表的一个简单方法是使用三个指针：前一个指针指向当前节点的前一个节点，当前指针指向当前节点，下一个指针指向当前节点的下一个节点。然后，将当前节点的下一个指针指向前一个节点，并将前一个节点指向当前节点，最后将当前节点移动到下一个节点。重复这个过程，直到遍历完整个链表。

function reverseList(head) {
  let prev = null;
  let curr = head;
  while (curr) {
    const next = curr.next;
    curr.next = prev;
    prev = curr;
    curr = next;
  }
  return prev;
}

2. 旋转链表

旋转链表是将链表向右旋转一定位置的过程。给定一个链表和一个旋转位置，我们可以将链表分为两部分：第一部分是需要旋转的部分，第二部分是剩下的部分。然后，将第二部分连接到第一部分的尾部，并断开第一部分的尾部与第二部分的连接。最后，将第二部分的头节点作为旋转后的链表的头节点返回。

function rotateRight(head, k) {
  if (!head || !head.next || k === 0) {
    return head;
  }
  let len = 1;
  let curr = head;
  while (curr.next) {
    curr = curr.next;
    len++;
  }
  k %= len;
  if (k === 0) {
    return head;
  }
  let slow = head;
  let fast = head;
  while (k--) {
    fast = fast.next;
  }
  while (fast.next) {
    slow = slow.next;
    fast = fast.next;
  }
  const newHead = slow.next;
  slow.next = null;
  fast.next = head;
  return newHead;
}

3. 链表相交

链表相交问题是指判断两个链表是否相交，以及相交的话返回相交的节点。我们可以使用两个指针，一个指针指向第一个链表的头节点，另一个指针指向第二个链表的头节点。然后，两个指针同时遍历两个链表，当其中一个指针到达链表的尾部时，就重新指向另一个链表的头节点。重复这个过程，直到两个指针相遇或者两个指针都到达链表的尾部。如果两个指针相遇，则表明两个链表相交，返回相交结点的值。如果两个指针都到达链表的尾部，则表明两个链表不相交，返回-1。

function getIntersectionNode(headA, headB) {
  let pA = headA;
  let pB = headB;
  while (pA !== pB) {
    pA = pA ? pA.next : headB;
    pB = pB ? pB.next : headA;
  }
  return pA;
}

4. 数据流中的第K大元素

数据流中的第K大元素问题是指，给定一个数据流，要求随时返回数据流中第K大的元素。我们可以使用一个小顶堆来保存数据流中的元素。小顶堆是一种数据结构，它可以快速地找到堆中的最小元素。当数据流中的元素超过K个时，将堆中的最小元素弹出，然后将新元素插入堆中。这样，堆中始终保存着数据流中最大的K个元素，并且堆顶的元素就是数据流中的第K大元素。

class KthLargest {
  constructor(k) {
    this.k = k;
    this.heap = [];
  }

  add(val) {
    this.heap.push(val);
    this.heap.sort((a, b) => a - b);
    if (this.heap.length > this.k) {
      this.heap.shift();
    }
  }

  getKthLargest() {
    return this.heap[0];
  }
}

5. 翻转二叉树

翻转二叉树是指将二叉树的左右子树交换。我们可以使用递归来遍历二叉树。在遍历每个节点时，将它的左右子树交换，然后递归地遍历它的左右子树。这样，整棵二叉树就会被翻转。

function invertTree(root) {
  if (!root) {
    return null;
  }
  const left = invertTree(root.left);
  const right = invertTree(root.right);
  root.left = right;
  root.right = left;
  return root;
}