小白刷代码随想录day4 -- 24两两交换链表中的节点

今天是day4，昨天研究203研究了一整天。可能是真的研究明白想明白了，今天做24一遍就做出来了哈哈哈，也没debug就成功了！开心！

24 两两交换链表中的节点

题目

给你一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题（即，只能进行节点交换）。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4]

输出：[2,1,4,3]

示例 2：

输入：head = []

输出：[]

示例 3：

输入：head = [1]

输出：[1]

来源：力扣（LeetCode）https://leetcode.cn/problems/swap-nodes-in-pairs

解题思路

还是那句话：在单链表上，要想让某一个节点发生改变（删除/添加/改变位置），就必须能找到这个节点的上一个节点！

24题需要对链表中的节点进行两两交换，涉及到两个节点的变动，因此需要两个临时指针来定位它们的“上一个节点”。同时为了返回最终的结果链表，需要定义一个虚拟头dummy head来返回。

本题解题思路示意图如下：

1. 定义虚拟头节点。

目的是能够返回最后的链表。

//虚拟头节点
ListNode dum_head = new ListNode();
dum_head.next = head;

2. 定义临时指针temp1，temp2。

分别指向需要交换的两个节点的上一个节点。

ListNode temp1 = dum_head;
ListNode temp2 = head;

3. 判断遍历结束的标志，防止出现空指针异常。

这里判断的标准为所要交换的两个节点不能为null。即:

while(temp1.next!=null && temp2.next!=null){}

卡哥的视频里（帮你把链表细节学清楚！ | LeetCode：24. 两两交换链表中的节点）按照链表中奇数个元素时最后一个不为null和偶数个元素时最后一个不为null进行判断也可以。但我上面的做法不用区分奇偶，只要能交换的两个节点都不为null循环就能进行。我觉得这样理解更好理解一些，嘿嘿。

4. 开始交换。

可参照上图示意图。这里我把它再拿下来方便对照。

以交换“1”，“2”为例：

首先，temp1要从指向“1” 改为指向“2“，相当于把“1” 移除。

注意，此时temp2仍然指在“1”上，此时可以把“1”和temp2看作一个整体。

temp1.next = temp2.next;

其次，需要将“1” 添加到“2” 和 “3” 之间。其实就是一个链表中添加节点的动作。

这里卡哥的视频中选择用三个指针分别指向“2”，“1”，“3”。但其实这里用两个指针就足够。将“1”插入链表后，节点“3”前面的“1” 有temp2指针。当我们将temp1指针挪到“2”上以后，节点“1”前面的“2”也有temp1指针。满足“能找到上一个节点”的条件。因此能够进行添加。代码如下：

temp1 = temp1.next;
temp2.next = temp1.next;
temp1.next = temp2;

此时交换已经完成。接下来就是移动临时节点以备下一次循环。

temp1 = temp1.next;
temp2 = temp2.next;

while循环部分较完整代码如下。遍历结束出循环后通过虚拟头返回链表即可

while(temp1.next!=null && temp2.next!=null){
    temp1.next = temp2.next;
    temp1 = temp1.next;
    temp2.next = temp1.next;
    temp1.next = temp2;
    temp1 = temp1.next;
    temp2 = temp2.next;
}
return dum_head.next;

完整代码

class Solution {
    public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        //虚拟头节点
        ListNode dum_head = new ListNode();
        dum_head.next = head;
        //临时指针temp
        ListNode temp1 = dum_head;
        ListNode temp2 = head;
        
        while(temp1.next!=null && temp2.next!=null){
            temp1.next = temp2.next;
            temp1 = temp1.next;
            temp2.next = temp1.next;
            temp1.next = temp2;
            temp1 = temp1.next;
            temp2 = temp2.next;
        }
        return dum_head.next;
    }
}

PS：以上是我自己写的解法，测试用例全部通过。但作为一个代码小白还是不确定是否存在我没发现的bug哈哈哈。若有哪位大佬路过还烦请不吝赐教。感谢感谢！

官方解法

除了上面我自己写的解法以外，Leetcode上有官方的解法。其中还有递归解法，值得我们学习。现把它们po在下面，待日后仔细研究。

1 递归

class Solution {
    public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            return head;
        }
        ListNode newHead = head.next;
        head.next = swapPairs(newHead.next);
        newHead.next = head;
        return newHead;
    }
}

作者：LeetCode-Solution
链接：https://leetcode.cn/problems/swap-nodes-in-pairs/solution/liang-liang-jiao-huan-lian-biao-zhong-de-jie-di-91/

2 迭代

class Solution {
    public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        ListNode dummyHead = new ListNode(0);
        dummyHead.next = head;
        ListNode temp = dummyHead;
        while (temp.next != null && temp.next.next != null) {
            ListNode node1 = temp.next;
            ListNode node2 = temp.next.next;
            temp.next = node2;
            node1.next = node2.next;
            node2.next = node1;
            temp = node1;
        }
        return dummyHead.next;
    }
}

作者：LeetCode-Solution
链接：https://leetcode.cn/problems/swap-nodes-in-pairs/solution/liang-liang-jiao-huan-lian-biao-zhong-de-jie-di-91/

后续任务

今天由于时间关系做的任务比较少，而且明天有事情需要早起所以就先做到这里吧。剩下的任务一定要抽时间把它们做完。（做完我会更新的！）

19.删除链表的倒数第N个节点

面试题 02.07. 链表相交

142.环形链表II