链表1：移除链表元素（203）

本题如下：（链接：https://leetcode.cn/problems/remove-linked-list-elements/）

题目：给你一个链表的头节点 head 和一个整数 val ，请你删除链表中所有满足 Node.val == val 的节点，并返回 新的头节点 。

示例 1：
输入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6
输出：[1,2,3,4,5]

示例 2：
输入：head = [], val = 1
输出：[]

示例 3：
输入：head = [7,7,7,7], val = 7
输出：[]

 

思路：

首先以链表 1 4 2 4 来举例，移除元素4。

 

 如果使用C++编程语言的话，不要忘了还要从内存中删除这两个移除的节点， 清理节点内存之后如下图所示：

 

 

而如果使用java ，python的话就不用手动管理内存了。

还要说明一下，就算使用C++来做Leetcode，如果移除一个节点之后，没有手动在内存中删除这个节点，Leetcode依然也是可以通过的，只不过，内存使用的空间大一些而已，但建议依然要养成手动清理内存的习惯。

这种情况下的移除操作，就是让节点next指针直接指向下下一个节点就可以了，

但是由于单链表的特殊性，只能指向下一个节点，刚刚删除的是链表的中第二个，和第四个节点，而如果删除的是头结点其方法又不一样：

这里就涉及链表操作的两种方式：（1）直接使用原来的链表来进行删除操作。（2）设置一个虚拟头结点在进行删除操作。

 

第一种操作：直接使用原来的链表来进行移除。

移除头结点和移除其他节点的操作是不一样的，因为链表的其他节点都是通过前一个节点来移除当前节点，而头结点没有前一个节点。

所以头结点如何移除呢，其实只要将头结点向后移动一位就可以，这样就从链表中移除了一个头结点。

 

但 依然建议将原头结点从内存中删掉。

 

 

这样移除了一个头结点，可以发现，在单链表中，移除头结点 和 移除其他节点的操作方式是不一样，其实在写代码的时候也会发现，需要单独写一段逻辑来处理移除头结点的情况。

这样我们就自然会想，有没有以一种统一的逻辑来移除 链表的节点的方法。

 

这就是我们要说的第二种操作：设置一个虚拟头结点在进行删除操作。

设置一个虚拟头结点，这样原链表的所有节点就都可以按照统一的方式进行移除了。

我们依然是以在这个链表中，移除元素1为例。

 

 

如上图所示，这里来给链表添加一个虚拟头结点为新的头结点，此时要移除这个旧头结点元素1。

这里要移除元素1 呢，还是熟悉的方式，然后从内存中删除元素1。

而最后在题目中，return 头结点的时候，还需要 return dummyNode->next;， 这才是新的头结点。

 

下面给出两种操作相应的C++代码：

1.直接使用原来的链表来进行移除节点操作：

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        // 删除头结点
        while (head != NULL && head->val == val) { // 注意这里不是if
            ListNode* tmp = head;
            head = head->next;
            delete tmp;
        }

        // 删除非头结点
        ListNode* cur = head;
        while (cur != NULL && cur->next!= NULL) {
            if (cur->next->val == val) {
                ListNode* tmp = cur->next;
                cur->next = cur->next->next;
                delete tmp;
            } else {
                cur = cur->next;
            }
        }
        return head;
    }
};

2.设置一个虚拟头结点在进行移除节点操作：

class Solution {
public:
    ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) {
        ListNode* dummyHead = new ListNode(0); // 设置一个虚拟头结点
        dummyHead->next = head; // 将虚拟头结点指向head，这样方面后面做删除操作
        ListNode* cur = dummyHead;
        while (cur->next != NULL) {
            if(cur->next->val == val) {
                ListNode* tmp = cur->next;
                cur->next = cur->next->next;
                delete tmp;
            } else {
                cur = cur->next;
            }
        }
        head = dummyHead->next;
        delete dummyHead;
        return head;
    }
};

 

另外，还给出该题的Java代码：

/**
 * 添加虚节点方式
 * 时间复杂度 O(n)
 * 空间复杂度 O(1)
 * @param head
 * @param val
 * @return
 */
public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
    if (head == null) {
        return head;
    }
    // 因为删除可能涉及到头节点，所以设置dummy节点，统一操作
    ListNode dummy = new ListNode(-1, head);
    ListNode pre = dummy;
    ListNode cur = head;
    while (cur != null) {
        if (cur.val == val) {
            pre.next = cur.next;
        } else {
            pre = cur;
        }
        cur = cur.next;
    }
    return dummy.next;
}
/**
 * 不添加虚拟节点方式
 * 时间复杂度 O(n)
 * 空间复杂度 O(1)
 * @param head
 * @param val
 * @return
 */
public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
    while (head != null && head.val == val) {
        head = head.next;
    }
    // 已经为null，提前退出
    if (head == null) {
        return head;
    }
    // 已确定当前head.val != val
    ListNode pre = head;
    ListNode cur = head.next;
    while (cur != null) {
        if (cur.val == val) {
            pre.next = cur.next;
        } else {
            pre = cur;
        }
        cur = cur.next;
    }
    return head;
}
/**
 * 不添加虚拟节点and pre Node方式
 * 时间复杂度 O(n)
 * 空间复杂度 O(1)
 * @param head
 * @param val
 * @return
 */
public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
    while(head!=null && head.val==val){
        head = head.next;
    }
    ListNode curr = head;
    while(curr!=null){
        while(curr.next!=null && curr.next.val == val){
            curr.next = curr.next.next;
        }
        curr = curr.next;
    }
    return head;
}