链表【2】

24. 两两交换链表中的节点

题目

题目链接：24. 两两交换链表中的节点

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]

提示：

• 链表中节点的数目在范围 [0, 100] 内
• 0 <= Node.val <= 100

算法原理

解法一：迭代（模拟）

做链表相关的题目，不要**吝啬空间！！！**这里我们先建立一个虚拟头节点，这样可以一视同仁第一个交换的和后面交换的。

每次交换会涉及到四个节点的修改，即要交换的2个节点和它们前后的两个节点，这里也不吝啬空间，这就创建4个临时变量。

何时终止交换：

1. 当链表节点个数为偶数的时候，cur为空的时候停止交换
2. 当链表节点个数为奇数的时候，next为空的时候，停止交换

解法二：递归

从宏观的角度，将递归看作一个黑盒，相信它一定能完成任务，我们的任务就是让它帮我们完成节点的两两交换

先交换后面的节点，然后把前面的节点连接起来即可。

代码实现

迭代：

/**
 * 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* swapPairs(ListNode* head)
    {
        if(head == nullptr || head->next == nullptr)    return head;
        ListNode* newHead = new ListNode(0);
        newHead->next = head;
        ListNode* prev = newHead;
        ListNode* cur = prev->next;
        ListNode* next = cur->next;
        ListNode* nnext = next->next;

        while(cur && next)
        {
            //交换
            prev->next = next;
            next->next = cur;
            cur->next = nnext;
            //修改指针
            prev = cur;
            cur = nnext;
            if(cur)   next = cur->next;
            if(next)   nnext = next->next;   
        }
        prev = newHead->next;
        delete newHead;
        return prev;
    }
};

运行结果：

递归：

/**
 * 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* swapPairs(ListNode* head)
    {
        if(head == nullptr || head->next == nullptr)  return head;
        auto tmp = swapPairs(head->next->next);
        auto ret = head->next;
        head->next->next = head;
        head->next = tmp;
        return ret;
    }
};

143. 重排链表

题目

题目链接：143. 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

算法原理

链表的题目一般就是模拟或者递归，此题我们模拟。

这里重排可以看作找到链表的中间节点，前面部分正常排列，后面部分逆序一下，然后将两个部分一个接一个插入新链表

这样就分三步：

1. 找到链表的中间节点（快慢指针）
   leetcode – 876.链表的中间节点
2. 后面部分逆序
3. 合并链表

这题的知识点很综合！！！一题抵三题

代码实现

/**
 * 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:
    void reorderList(ListNode* head)
    {
        //找中间节点
        ListNode* slow = head, *fast = head;
        while(fast && fast->next)
        {
            slow = slow->next;
            fast = fast->next->next;
        }

        //从slow->next开始逆序
        ListNode* headMid = new ListNode(0);
        ListNode* cur = slow->next;
        slow->next = nullptr;
        while(cur)
        {
            ListNode* next = cur->next;
            cur->next = headMid->next;
            headMid->next = cur;
            cur = next;
        }

        //合并链表
        ListNode* ret = new ListNode(0);
        ListNode* prev = ret;
        ListNode*cur1 = head, *cur2 = headMid->next;
        while(cur1) //cur1的长度>=cur2的长度
        {
            prev->next = cur1;
            cur1 = cur1->next;
            prev = prev->next;


            if(cur2)
            {
                prev->next = cur2;
                cur2 = cur2->next;
                prev = prev->next;
            }
        }
        delete ret;
        delete headMid;
    }
};

运行结果：