剑指 Offer II 026. 重排链表

给定一个单链表 L 的头节点 head ，单链表 L 表示为：

L0 → L1 → … → Ln-1 → Ln
请将其重新排列后变为：

L0 → Ln → L1 → Ln-1 → L2 → Ln-2 → …

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。

示例 1:

输入: head = [1,2,3,4]
输出: [1,4,2,3]

示例 2:

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

提示：
链表的长度范围为 [1, 5 * 104]
1 <= node.val <= 1000

来源：力扣（LeetCode）
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解题思路及方法

用线性表按序存储每一个节点，然后用双指针链接是比较常规的办法，但是会用O(n)的空间。我们采用将链表后半部分反转，然后将前半部分后半部分合并即可在O(1)的空间解决。

这道题是道好题，分别写三个子函数处理：反转链表、找到链表中点、链表合并。这里说下找到链表中点，使用快慢指针的方法，快指针一次走两步，慢指针一次走一步，代码为：

        while (fast != null && fast.next != null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }

但是这道题要找到中点的前一个节点，因为要把链表的前后部分断链，所以代码为：

        while (fast.next != null && fast.next.next != null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }

整体方法为：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public void reorderList(ListNode head) {
        if (head == null) return;
        
        ListNode mid = findMiddleNode(head);
        ListNode head1 = head;
        ListNode head2 = mid.next;
        // 断链
        mid.next = null;
        // 后半部分链表反转
        head2 = reverse(head2);
        
        // 合并链表
        mergeList(head1, head2);
    }

    // 反转链表
    public ListNode reverse(ListNode head) {
        ListNode prev = null;
        ListNode curr = head;

        while (curr != null) {
            ListNode next = curr.next;
            curr.next = prev;

            // 移动指针
            prev = curr;
            curr = next;
        }

        return prev;
    }

    // 寻找链表中间节点前一节点，奇数长度是中间链表，偶数长度是前半部分结尾
    public ListNode findMiddleNode(ListNode head) {
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;

        while (fast.next != null && fast.next.next != null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }

        return slow;
    }

    // 链表合并
    public void mergeList(ListNode head1, ListNode head2) {
        ListNode pt1 = head1;
        ListNode pt2 = head2;

        while (pt1 != null && pt2 != null) {
            ListNode next1 = pt1.next;
            ListNode next2 = pt2.next;

            // 链接
            pt1.next = pt2;
            pt1 = next1;
            pt2.next = pt1;
            pt2 = next2;
        }
    }
}

结果如下：