LeetCode 25.k个一组翻转链表(Reverse Nodes in k-Group)
LeetCode.jpg
k个一组翻转链表
给出一个链表，每 k 个节点一组进行翻转，并返回翻转后的链表。
k 是一个正整数，它的值小于或等于链表的长度。如果节点总数不是 k 的整数倍，那么将最后剩余节点保持原有顺序。
示例 :
给定这个链表：1->2->3->4->5
当 k = 2 时，应当返回: 2->1->4->3->5
当 k = 3 时，应当返回: 3->2->1->4->5
说明 :
你的算法只能使用常数的额外空间。
你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际的进行节点交换。
切题
一、Clarification
1、每组k个元素翻转后，每组之间的衔接。[1,k] 与 [k+1,2k]之间衔接
2、注意 剩余元素的处理
二、Possible Solution
1、迭代
遍历链表 找出每组的 首尾以及下一组的首，借助单链表翻转获得翻转后的首尾，对首尾节点衔接处理，对哨兵节点移位处理
时间复杂度 O(N)
2、递归
递归终止条件：
剩余节点 < k
递归从里向外出来，每层递归返回当前层级链表翻转后的头节点，那么每层递归中我们知道当前层级翻转后的头尾节点以及下一个k元素组的头节点（递归的上一层级），可以很轻松地将翻转后的链表衔接起来
3、借助栈
将k个元素压入栈，通过出栈翻转，注意剩余元素处理
Python3实现
迭代 借助单链表翻转
# @author:leacoder
# @des: 迭代 借助单链表翻转 k个一组翻转链表
class Solution:
def reverseKGroup(self, head: ListNode, k: int) -> ListNode:
cur = head #由于遍历
dim = ListNode(0) #新建一节点
dim.next = head #next指向head
pre = dim #pre 赋值为 dim 1、记录和获取 k个一组的头 2、方便统一处理
# pre 与 dim 均为哨兵
count = 1
while cur: #遍历链表
if count % k == 0: #k个一组 对这里面的数据翻转
nextstart = cur.next #记录 后一个 k个一组的 头节点
cur.next = None #赋值为None 前面 k个一组数据 为新的链表 以 None结束 这个新链表可以采用206的处理方式
end, start = self.reverse(pre.next) #翻转新链表 返回翻转的 尾 和 头 注pre.next 为新链表翻转前的头
# 衔接处理，哨兵的next指向翻转后的头， 翻转后的尾的next指向nextstart
# pre 和 cur 依次下移k个元素 变为 end 和 nextstart下一轮处理就变成本轮一样了
pre.next,end.next,pre,cur = start,nextstart,end,nextstart
else:
cur = cur.next #我们关心k个一组的首尾
count += 1
return dim.next
def reverse(self, head): #翻转链表
dim1,cur,pre = head,head,None
while cur: #遍历
cur.next,pre,cur = pre,cur,cur.next
return dim1,pre #翻转后end 和 start
递归
# @author:leacoder
# @des: 递归 k个一组翻转链表
class Solution:
def reverseKGroup(self, head: ListNode, k: int) -> ListNode:
if self.isEnd(head,k):
return head
pre = ListNode(None) # 哨兵
pre.next,cur,count = head,head,1
while count <= k: # 翻转 k个元素链表 处理类似 206
cur.next,pre,cur,count = pre,cur,cur.next,count + 1
# 循环结束后 cur 指向 下一组 k个元素(未翻转)的头 ;pre指向当前组在翻转后的头节点
nexthead = self.reverseKGroup(cur,k) # nexthead 下一组翻转后的头节点
head.next = nexthead #当前组的head在翻转后成为尾节点，其next指向nexthead 下一组翻转后的头节点
return pre # 返回 翻转后的头节点
# 递归终止判断：
def isEnd(self,head,k):
count,cur = 0,head
while cur:
count = count + 1
cur = cur.next
if count >= k:
return False #
return True
借助栈
# @author:leacoder
# @des: 借助栈 k个一组翻转链表
class Solution:
def reverseKGroup(self, head: ListNode, k: int) -> ListNode:
result= ListNode(None)
cur,result.next = head,head
tmpresult = result
stack = [] # 列表实现栈的 先入后出功能
count = 0
while cur:
count = count + 1
stack.append(cur) # 入栈
cur = cur.next
if count % k == 0: # 已存储k个元素
count = 0
while stack: # 出栈倒换
tmpresult.next = stack.pop()
tmpresult = tmpresult.next
# 处理 stack 中剩余元素
while stack:
tmpresult.next = stack.pop(0) #
tmpresult = tmpresult.next
return result.next
C++实现
存储法
用数组存储k个元素，虽然能通过但是执行用时有点长，不过逻辑简单
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
* };
* @author:leacoder
* @des: 存储法 k个一组翻转链表
*/
class Solution {
public:
ListNode* reverseKGroup(ListNode* head, int k) {
ListNode *nodearray[k];//存储 需翻转的 k个节点
ListNode* result = new ListNode(0); //翻转后链表 用于结果返回
ListNode* ret = result;//由于存储翻转后链表
int count = 0;
while( NULL != head){
ListNode* next = head->next; //记录下移节点
nodearray[count] = head; //记录到数组
count++;//数组 下标自加
if(k == count){ //已存 k个值 需要翻转了
for(int i = k;i>0;i--){ //循环读取 数组中数据
ret->next = nodearray[i-1]; //从后往前去数组中数据 添加到ret链表中
ret = ret->next;//移位
nodearray[i-1] = NULL;//置空
count--;//数组中数据个数--
}
}
head = next;
}
for(int i = 0;inext = nodearray[i];
ret = ret->next;
nodearray[i] = NULL;
}
ret->next = NULL;
return result->next;
}
};
k作为函数参数传入后就确定了可以当做常数，但是k作为参数可以为合理范围内任意值不确定，这点和题目描述说明貌似有点出入
说明 : 你的算法只能使用常数的额外空间。
你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际的进行节点交换。
我这种方法处理也只是提供一种思路，待后续其他实现方法
GitHub链接：
https://github.com/lichangke/LeetCode
知乎个人首页：
https://www.zhihu.com/people/lichangke/
简书个人首页：
https://www.jianshu.com/u/3e95c7555dc7
个人Blog:
https://lichangke.github.io/
欢迎大家来一起交流学习