【面试经典150 | 链表】反转链表 II

Tag

【头插法】【迭代】【链表】

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题目来源

92. 反转链表 II

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题目解读

返回部分链表。

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解题思路

方法一：迭代

我们首先需要找到开始反转链表的前一个节点，为此，我们设计一个哑结点 dummy，并且哑结点指向头结点。接着通过 left 次循环得到开始反转链表的前一个节点 prev。

使用头插法来反转部分链表，当然也可以使用 206. 反转链表 中的反转方法，但是不仅需要找到 prevNode 节点，还要找到 right 后面的第一个节点，这样就需要遍历两次链表。二接下来介绍的头插法只需要一次遍历。

整体思想是：在需要反转的区间里，每遍历一个节点，就将这个节点放置到反转部分的起始位置。为此需要几个变量：

• prevNode：指向的是待反转区域第一个节点 left 的前一个节点，也就是实现通过 for 循环求出来的那个节点；
• currNode：指向反转区域的当前遍历的节点；
• nextNode：指向反转区域的当前遍历的节点的下一个节点。

接下来通过一个例子的图解来说明头插法是如何实现反转部分链表的。

遍历反转区域的每一个节点，按照图示的方法迭代即可完成部分节点的反转。对于链表类的题目，快速画出一个示意图按照图示的指针指向关系来写代码可以避免很多错误。

实现代码

/**
 * 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* reverseBetween(ListNode* head, int left, int right) {
        ListNode* dummy = new ListNode(-1);
        dummy->next = head;
        ListNode* prevNode = dummy;
        for (int i = 0; i < left-1; ++i) {
            prevNode = prevNode->next;
        }

        ListNode* nextNode;
        ListNode* currNode = prevNode->next;
        for (int i = 0; i < right - left; ++i) {
            nextNode = currNode->next;
            currNode->next = nextNode->next;
            nextNode->next = prevNode->next;
            prevNode->next = nextNode;
        }
        return dummy->next;
    }
};

复杂度分析

时间复杂度：$O(N)$，其中 $N$ 是链表总节点数。最多只遍历了链表一次，就完成了反转。

空间复杂度：$O(1)$。只使用到常数个变量。

其他语言

python3

class Solution:
    def reverseBetween(self, head: ListNode, left: int, right: int) -> ListNode:
        # 设置 dummyNode 是这一类问题的一般做法
        dummy_node = ListNode(-1)
        dummy_node.next = head
        pre = dummy_node
        for _ in range(left - 1):
            pre = pre.next

        cur = pre.next
        for _ in range(right - left):
            next = cur.next
            cur.next = next.next
            next.next = pre.next
            pre.next = next
        return dummy_node.next

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