题目链接：删除链表的倒数第 N 个结点

给你一个链表，删除链表的倒数第 n 个结点，并且返回链表的头结点。

方法一：加一个节点

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        unordered_set<ListNode*> m;
        ListNode* t = head;
        while (t) {
            if (m.count(t)) {
                return t;
            }
            m.insert(t);
            t = t->next;
        }
        return NULL;
    }
};

题目链接：两数相加

给你两个 非空 的链表，表示两个非负的整数。它们每位数字都是按照 逆序 的方式存储的，并且每个节点只能存储 一位 数字。

请你将两个数相加，并以相同形式返回一个表示和的链表。

你可以假设除了数字 0 之外，这两个数都不会以 0 开头。

方法一：模拟

/**
 * 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* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {
        int isadd = 0;
        ListNode* ans = new ListNode(-1);
        ListNode* tail = ans;
        while (l1 && l2) {
            int now = (l1->val+l2->val+isadd) % 10;
            isadd = (l1->val+l2->val+isadd) / 10;
            ListNode *t = new ListNode(-1);
            t->val = now;
            t->next = nullptr;
            tail->next = t;
            tail = t;
            l1 = l1->next;
            l2 = l2->next;
        }
        while (l1) {
            int now = (l1->val+isadd) % 10;
            isadd = (l1->val+isadd) / 10;
            ListNode *t = new ListNode(-1);
            t->val = now;
            t->next = nullptr;
            tail->next = t;
            tail = t;
            l1 = l1->next;
        }
        while (l2) {
            int now = (l2->val+isadd) % 10;
            isadd = (l2->val+isadd) / 10;
            ListNode *t = new ListNode(-1);
            t->val = now;
            t->next = nullptr;
            tail->next = t;
            tail = t;
            l2 = l2->next;
        }
        if (isadd) {
           ListNode *t = new ListNode(-1);
           t->val = 1;
           t->next = nullptr;
           tail->next = t;
           tail = t; 
        }
        return ans->next;
    }
};

题目链接：环形链表 II

给定一个链表的头节点 head ，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。

不允许修改 链表。

方法一：哈希表

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        unordered_set<ListNode*> m;
        ListNode* t = head;
        while (t) {
            if (m.count(t)) {
                return t;
            }
            m.insert(t);
            t = t->next;
        }
        return NULL;
    }
};

方法二：快慢指针

class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        ListNode *slow = head, *fast = head;
        while (fast != nullptr) {
            slow = slow->next;
            if (fast->next == nullptr) {
                return nullptr;
            }
            fast = fast->next->next;
            if (fast == slow) {
                ListNode *ptr = head;
                while (ptr != slow) {
                    ptr = ptr->next;
                    slow = slow->next;
                }
                return ptr;
            }
        }
        return nullptr;
    }
};

题目链接：搜索二维矩阵 II

编写一个高效的算法来搜索 m x n 矩阵 matrix 中的一个目标值 target 。该矩阵具有以下特性：

• 每行的元素从左到右升序排列。
• 每列的元素从上到下升序排列。

方法一：二分查找

class Solution {
public:
    bool searchMatrix(vector<vector<int>>& matrix, int target) {
        bool ans = false;
        int m = matrix.size();
        int n = matrix[0].size();
        for (int i = 0;i < m;i++) {
            if (target < matrix[i][0]) continue;
            if (target > matrix[i][n-1]) continue;
            int l = -1,r = n;
            while (l + 1 < r) {
                int mid = (l+r)/2;
                if (matrix[i][mid] == target) return true;
                else if (matrix[i][mid] > target) r = mid;
                else l = mid;
            }
        }
        return false;
    }
};

方法二：旋转45度

class Solution {
public:
    bool searchMatrix(vector<vector<int>>& matrix, int target) {
        int i = matrix.size() - 1, j = 0;
        while(i >= 0 && j < matrix[0].size())
        {
            if(matrix[i][j] > target) i--;
            else if(matrix[i][j] < target) j++;
            else return true;
        }
        return false;
    }
};

题目链接：旋转图像

给定一个 n × n 的二维矩阵 matrix 表示一个图像。请你将图像顺时针旋转 90 度。

你必须在 原地 旋转图像，这意味着你需要直接修改输入的二维矩阵。请不要 使用另一个矩阵来旋转图像。

方法一：使用额外数组

class Solution {
public:
    void rotate(vector<vector<int>>& matrix) {
        int n = matrix.size();
        // C++ 这里的 = 拷贝是值拷贝，会得到一个新的数组
        auto matrix_new = matrix;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            for (int j = 0; j < n; ++j) {
                matrix_new[j][n - i - 1] = matrix[i][j];
            }
        }
        // 这里也是值拷贝
        matrix = matrix_new;
    }
};

方法二：原地旋转

class Solution {
public:
    void rotate(vector<vector<int>>& matrix) {
        int n = matrix.size();
        for (int i = 0;i < n/2;i++) {
            for (int j = 0;j < (n+1)/2;j++) {
                int t = matrix[i][j];
                matrix[i][j] = matrix[n-j-1][i];
                matrix[n-j-1][i] = matrix[n-i-1][n-j-1];
                matrix[n-i-1][n-j-1] = matrix[j][n-i-1];
                matrix[j][n-i-1] = t;
            }
        }
    }
};