Leetcode 25:k个一组翻转链表(最详细解决方案!!!)

给出一个链表,每 k 个节点一组进行翻转,并返回翻转后的链表。

k 是一个正整数,它的值小于或等于链表的长度。如果节点总数不是 k 的整数倍,那么将最后剩余节点保持原有顺序。

示例 :

给定这个链表:1->2->3->4->5

k = 2 时,应当返回: 2->1->4->3->5

k = 3 时,应当返回: 3->2->1->4->5

说明 :

  • 你的算法只能使用常数的额外空间。
  • 你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。

解题思路

关于这个问题,首先我们很容易想到的思路就是通过两个指针指向一个group的头和尾,然后对这个groupreverse操作,如果这两个指针间的距离小于k,我们不进行操作。另外,我们要确定我们reverse的边界,我这里假设边界为(pre, lat)

pre                 lat
 h -> 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5
 k = 3

另外,大家也可以想一想,我们的边界能不能是[pre, lat](pre, lat][pre, lat)这样的呢?这里的[pre, lat]实际上就是Leetcode 206:反转链表(最详细解决方案!!!)文章的内容,和这个问题相比,我们这里有一个不变量pre

接着,我们来看怎么进行reverse,首先定义两个指针lpre=pre.nextcur=lpre.next

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pre  lpre cur       lat
 h -> 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5
 k = 3

cur!=lat的时候我们要做的操作就是lpre.next=cur.nextcur.next=pre.nextpre.next=curcur=lpre.next

pre  lpre      cur  lat
      -----------
      |         |
 h    1 <- 2    3 -> 4 -> 5
 |         |
 -----------

我们就可以很容易的写出这个reverse操作,我们函数_reverseGroup的返回值是lat的前一个node

def _reverseGroup(self, pre, lat):
    lpre = pre.next
    cur = lpre.next
    while cur != lat:
        lpre.next = cur.next
        cur.next = pre.next
        pre.next = cur
        cur = lpre.next

    return lpre

接着我们就要写整个大循环。整个大循环结束的条件是cur!=None,然后每k个节点我们做一次reverse,将reverse的结果给pre,接着更新cur=pre.next。如果没有k个节点的话,我们cur=cur.next即可。

while cur != None:
    if t % k == 0:
        pre = self._reverseGroup(pre, cur.next)
        cur = pre.next
    else:
        cur = cur.next

以下是整个代码

class Solution:
    def _reverseGroup(self, pre, lat):
        lpre = pre.next
        cur = lpre.next
        while cur != lat:
            lpre.next = cur.next
            cur.next = pre.next
            pre.next = cur
            cur = lpre.next

        return lpre

    def reverseKGroup(self, head, k):
        """
        :type head: ListNode
        :type k: int
        :rtype: ListNode
        """
        h = ListNode(-1)
        h.next = head
        pre = h
        cur = head

        t = 1
        while cur != None:
            if t % k == 0:
                pre = self._reverseGroup(pre, cur.next)
                cur = pre.next
            else:
                cur = cur.next
            t += 1

        return h.next

我们当然可以把这个写到一个函数中。我们有两种做法

  • 先遍历一遍链表,统计链表长度,然后每k个链表做反转操作。
  • 遍历链表的过程中,每k个链表做反转操作
class Solution:
    def reverseKGroup(self, head, k):
        """
        :type head: ListNode
        :type k: int
        :rtype: ListNode
        """
        h = ListNode(-1)
        h.next = head
        pre = h
        cur = head

        while cur != None:
            t = cur
            count = 1
            while count < k and t != None:
                t = t.next
                count += 1
            if count == k and t != None:             
                for _ in range(k - 1):
                    lat = cur.next
                    cur.next = lat.next
                    lat.next = pre.next
                    pre.next = lat 

                pre = cur
                cur = pre.next
            else:
                break

        return h.next

对于第二种

class Solution:
    def reverseKGroup(self, head, k):
        """
        :type head: ListNode
        :type k: int
        :rtype: ListNode
        """
        h = ListNode(-1)
        h.next = head
        pre = h
        cur = head

        while cur != None:
            t = cur
            count = 1
            while count < k and t != None:
                t = t.next
                count += 1
            if count == k and t != None:             
                for _ in range(k - 1):
                    lat = cur.next
                    cur.next = lat.next
                    lat.next = pre.next
                    pre.next = lat 

                pre = cur
                cur = pre.next
            else:
                break

        return h.next

我更喜欢第一种写法。

我将该问题的其他语言版本添加到了我的GitHub Leetcode

如有问题,希望大家指出!!!

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