Given a linked list, swap every two adjacent nodes and return its head.

For example,
Given 1->2->3->4, you should return the list as 2->1->4->3.

Your algorithm should use only constant space. You may not modify the values in the list, only nodes itself can be changed.

解题思路:

传统的链表操作题,需要注意如果结点不是偶数,最后一个结点不需要交换,放在队尾。

先条件:head不为空;head至少包含两个结点;

后条件:返回指向新链表第一个结点的指针;原链表结点全部加入新链表中,并且偶数对结点两两互换;新旧链表的结点数一致。

不变式:1、新建一个newhead指针,newhead->next永远指向新链表的头部;

    2、新建一个newlist指针,newlist永远指向新链表的最后一个结点;

    3、newlist->next始终为NULL;

    4、head指针永远指向还未被操作的旧链表第一个结点;

    5、新链表上的结点数加上旧链表剩余的结点数之和,应该和原链表结点数一致;

当head为空时,循环结束,每次循环:

    1、将head中的结点按对取出~交换~插入newlist末端

    2、若head只剩一个结点不够一对,则直接插入newlist末端;

解题步骤:

1、新建preHead结点,新建newlist指针;

2、按照不定式分析,开始循环,循环结束标志为head为空:

  (1)如果当前head只剩一个结点,则将其插入newlist后,并结束循环;

  (2)取出待操作的两个结点,head后移两位;

  (3)将这两个结点反转插入newlist中

3、释放preHead,返回newlist;

代码1:

 /**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
/*
if (head == NULL || head->next == NULL)
return head;
*/
ListNode* newhead = new ListNode();
ListNode* newlist = newhead;
ListNode* preNode = NULL; while (head != NULL) {
if (head->next == NULL) {
newlist->next = head;
break;
}
preNode = head;
head = head->next->next;
preNode->next->next = preNode;
newlist->next = preNode->next;
newlist = preNode;
newlist->next = NULL;
} head = newhead->next;
delete newhead;
return head;
}
};

代码2,使用二维指针:

基本逻辑实现:

 ListNode **p = &head;
while (*p && (*p)->next) {
// n表示待交换的两个结点中,后一个结点
ListNode* n = (*p)->next;
(*p)->next = n->next;
n->next = *p;
p = &(*p)->next;
}

由于二维指针p一直在操作当前需要交换的结点,不断向后迭代,而head指针此时指向的是链表中第二个结点(前两个交换);

因此上述代码唯一的问题是,没有指针指向头结点,无法返回...

所以我们希望在第一轮交换时,将head结点重新指向交换后的第一个结点。观察到第一轮交换时,*p其实就代表head,操作*p的指向,就是操作head的指向。

所以,最终代码为:

 /**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode* swapPairs(ListNode *head) {
ListNode **p = &head; while (*p && (*p)->next) {
ListNode* n = (*p)->next;
(*p)->next = n->next;
n->next = *p;
*p = n;
p = &(*p)->next->next;
} return head;
}
};

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