题目


Given a linked list, reverse the nodes of a linked list k at a time and return its modified list.

k is a positive integer and is less than or equal to the length of the linked list. If the number of nodes is not a multiple of k then left-out nodes in the end should remain as it is.

Example:

  Given this linked list: 1->2->3->4->5

  For k = 2, you should return: 2->1->4->3->5

  For k = 3, you should return: 3->2->1->4->5

Note:

  • Only constant extra memory is allowed.
  • You may not alter the values in the list's nodes, only nodes itself may be changed.

思路


先分析题目的几个要求:

  • 每k个节点一组进行翻转,返回翻转之后的链表
  • 如果节点总数不是k的整数倍,则剩余节点保留原有顺序
  • 只能使用常数的额外空间
  • 不能只是单纯改变节点的内部值,而是对节点进行交换

分析可知,题目要求实现两个功能,一个是如何实现每k个节点一组;一个是翻转节点。

  • 每k个节点分组

    • 循环:定义一个变量count记录走过的节点长度。如果count是k的整数倍,就进行翻转;如果不是,继续遍历节点。
    • 递归:分别定义节点1(用于记录每个分组结束位置的下一个节点)和节点2(每个分组的第一个节点),递归将节点2到节点1之间的节点翻转。
  • 翻转节点
    • 头插法
    • 记录节点法

这两个功能所用的方法可以自由组合。

思路1:头插法+递归

分组用递归完成:

定义节点lCur记录分组结束位置的下一个节点,通过k循环来找到每个lCur;利用节点head记录每个分组的开始位置。翻转从headlCur之间的节点,完成一组节点的翻转,得到一组新的节点lHead。此时节点head已经到了分组的最后一位,从后面接上递归调用下一分组得到的新节点lHead,并返回新节点。

翻转用头插法完成(实现方法见Tips):

头插法以链表1->2->3->4->5为例子,假设k=5,完成如下图过程:

思路2:记录节点法+循环

分组用循环完成,翻转用记录节点完成(实现方法见Tips)。

以链表1->2->3->4->5为例子,假设k=4,完成如下过程:

2->1->3->4->5

3->2->1->4->5

4->3->2->1->5

如上是4个一组的节点翻转,每行代表一次循环。

Tips

节点的翻转有两种方法

(1)头插法

新建一个虚拟节点dummy,并保证虚拟节点连接链表的头节点。每当遍历到一个节点时,就把它连接到虚拟节点的下一个节点(整个链表的头部)。定义pCur为当前要翻转的节点,过程如下:

//Step1:新建一个节点记录下一个要翻转的节点
ListNode* pNext = pCur->next;
//Step2:将pCur置于整个节点的头部(即已经翻转好的节点的头部,完成翻转)
pCur->next = dummy->next;
//Step1:更新虚拟节点dummy的指向,使其指向链表的头节点
dummy->next = pCur;
//Step4:更新当前节点,将其置于下一个要翻转的节点
pCur = pNext;

翻转的过程如图所示(以要翻转的节点的值为3为例):

(2)记录节点法

pCur表示当前要翻转的节点,pPre表示当前要翻转的前一个节点(也是已经完成翻转操作的最后一个节点),一次翻转过程(一次循环)如下:

// Step1:pPre连接下一个要翻转的节点
pPre->next = pCur->next;
// Step2:pCur节点连接已经翻转好的节点(翻转当前节点)
pCur->next = dummy->next;
// Step3:更改虚拟节点的连接,使它指向已经翻转好的节点
dummy->next = pCur;
// Step4:pCur指向下一个要翻转的节点
pCur = pPre->next;

翻转的过程如图2所示:

图2:记录节点翻转图解
#C++


  • 思路1
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode* reverseKGroup(ListNode* head, int k) { ListNode* lCur =head; //该节点用于记录每组节点结束后的下一个节点 //循环找到每组结束的下一个节点
for(int i= 0 ; i < k; i++){
if(lCur == nullptr)
return head;
lCur = lCur->next;
} ListNode* lHead = reverseOneGroup(head,lCur);
head->next = reverseKGroup(lCur, k);
return lHead;
} /**
* @Description:头插法实现一组节点内的翻转
* lHead:当前一组节点的头节点
* lTail:当前一组节点结束位置的下一个节点
*/
ListNode* reverseOneGroup(ListNode* lHead, ListNode* lTail){
ListNode* dummy = new ListNode(-1);
ListNode* lCur = lHead;
while(lCur != lTail){
ListNode* lNext = lCur->next;
lCur->next = dummy->next;
dummy->next = lCur;
lCur = lNext;
}
return dummy->next;
}
};
  • 思路2
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode* reverseKGroup(ListNode* head, int k) { //特殊情况
if(head == nullptr || k ==1)
return head; //辅助的虚拟节点
ListNode* dummy = new ListNode(-1);
//当前节点的上一个节点
ListNode* lPre = dummy;
//当前节点
ListNode* lCur = head; dummy->next = head; int count = 0; //记录长度
while(lCur != nullptr){
count ++;
if(count % k ==0){
lPre = reverseOneGroup(lPre, lCur->next);
lCur = lPre->next;
}
else{
lCur = lCur->next;
}
}
return dummy->next;
} /**
* @Description:记录节点法实现一组节点内的翻转
* lPre:当前一组节点的上一个节点
* lNext:当前一组节点的下一个节点
*/
ListNode* reverseOneGroup(ListNode* lPre, ListNode* lNext){
ListNode* lEnd = lPre->next;
ListNode* lCur = lEnd->next;
while(lCur != lNext){
lEnd->next = lCur->next;
lCur->next = lPre->next;
lPre->next = lCur;
lCur = lEnd->next;
}
return lEnd;
}
};

Python

参考

[1] https://www.cnblogs.com/byrhuangqiang/p/4311336.html

[2] https://www.cnblogs.com/grandyang/p/4441324.html

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