LeetCode 92. Reverse Linked List II【链表,头插法】中等

本文属于「征服LeetCode」系列文章之一，这一系列正式开始于2021/08/12。由于LeetCode上部分题目有锁，本系列将至少持续到刷完所有无锁题之日为止；由于LeetCode还在不断地创建新题，本系列的终止日期可能是永远。在这一系列刷题文章中，我不仅会讲解多种解题思路及其优化，还会用多种编程语言实现题解，涉及到通用解法时更将归纳总结出相应的算法模板。

为了方便在PC上运行调试、分享代码文件，我还建立了相关的仓库：https://github.com/memcpy0/LeetCode-Conquest。在这一仓库中，你不仅可以看到LeetCode原题链接、题解代码、题解文章链接、同类题目归纳、通用解法总结等，还可以看到原题出现频率和相关企业等重要信息。如果有其他优选题解，还可以一同分享给他人。

由于本系列文章的内容随时可能发生更新变动，欢迎关注和收藏征服LeetCode系列文章目录一文以作备忘。

给你单链表的头指针 head 和两个整数 left 和 right ，其中 left <= right 。请你反转从位置 left 到位置 right 的链表节点，返回 反转后的链表 。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4,5], left = 2, right = 4
输出：[1,4,3,2,5]

示例 2：

输入：head = [5], left = 1, right = 1
输出：[5]

提示：

• 链表中节点数目为 n
• 1 <= n <= 500
• -500 <= Node.val <= 500
• 1 <= left <= right <= n

进阶： 你可以使用一趟扫描完成反转吗？

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解法 一次遍历「穿针引线」反转链表

下面具体解释如何实现。使用指针变量来记录反转的过程中需要的变量，它们的意义如下：

• curr ：指向待反转区域的第一个节点；
• next ：永远指向 curr 的下一个节点，循环过程中，curr 变化以后 next 会变化；
• p0 ：永远指向待反转区域的第一个节点 left 的前一个节点，在循环过程中不变。
• prev ：永远指向已反转区域的上个节点，紧邻在 curr 左侧。

操作步骤：

1. 找到 p0 ，令 prev = nullptr, curr = p0->next 。
2. 进入循环：
   1. 先将 curr 的下一个节点记录为 next ；
   2. 执行操作 ①：把 curr.next 指向上一个节点 prev ；
   3. 执行操作 ②：把 prev 指向当前节点 curr ；
   4. 执行操作 ③：把 curr 移动到下个节点 next 。
3. 超出待反转区域后，p0->next 指向已反转区域的尾部，设置 p0->next->next 为 curr ，再设置 p0->next 为 prev 。

class Solution {
public:
    ListNode* reverseBetween(ListNode* head, int left, int right) {
        // 设置 dummy 是此类问题的一般做法
        ListNode* dummy = new ListNode(0, head), *p0 = dummy;
        for (int i = 0; i < left - 1; ++i) p0 = p0->next;

        ListNode *prev = nullptr, *curr = p0->next;
        for (int i = 0; i < right - left + 1; ++i) {
            ListNode *next = curr->next;
            curr->next = prev;
            prev = curr;
            curr = next;
        }
        p0->next->next = curr;
        p0->next = prev;
        return dummy->next;
    }
};

复杂度分析:

• 时间复杂度：$\mathcal{O}(n)$ ，其中 $n$ 为链表节点个数。
• 空间复杂度：$\mathcal{O}(1)$ ，仅用到若干额外变量。