LeetCode如何k个一组翻转链表

题目描述：

给你一个链表，每 k 个节点一组进行翻转，请你返回翻转后的链表。

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，那么请将最后剩余的节点保持原有顺序。

示例：

给你这个链表：1->2->3->4->5

当 k = 2 时，应当返回: 2->1->4->3->5

当 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，而是需要实际进行节点交换。

思路分析：

步骤分解:

• 链表分区为已翻转部分+待翻转部分+未翻转部分
• 每次翻转前，要确定翻转链表的范围，这个必须通过 k 此循环来确定
• 需记录翻转链表前驱和后继，方便翻转完成后把已翻转部分和未翻转部分连接起来
• 初始需要两个变量 pre 和 end，pre 代表待翻转链表的前驱，end 代表待翻转链表的末尾
• 经过k此循环，end 到达末尾，记录待翻转链表的后继 next = end.next
• 翻转链表，然后将三部分链表连接起来，然后重置 pre 和 end 指针，然后进入下一次循环
• 特殊情况，当翻转部分长度不足 k 时，在定位 end 完成后，end==null，已经到达末尾，说明题目已完成，直接返回即可

时间复杂度为 O(n*K)， 最好的情况为 O(n)， 最差的情况未 O(n^2)O
空间复杂度为 O(1)，除了几个必须的节点指针外，我们并没有占用其他空间。

 

Python实现

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode(object):
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution(object):
    def reverseKGroup(self, head, k):
        dummy = ListNode(0)
        p = dummy
        while True:
            count = k 
            stack = []
            tmp = head
            while count and tmp:
                stack.append(tmp)
                tmp = tmp.next
                count -= 1
            # 注意,目前tmp所在k+1位置
            # 说明剩下的链表不够k个,跳出循环
            if count : 
                p.next = head
                break
            # 翻转操作
            while stack:
                p.next = stack.pop()
                p = p.next
            #与剩下链表连接起来 
            p.next = tmp
            head = tmp
        
        return dummy.next

java实现：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
        if (head == null || head.next == null){
            return head;
        }
        //定义一个假的节点。
        ListNode dummy=new ListNode(0);
        //假节点的next指向head。
        // dummy->1->2->3->4->5
        dummy.next=head;
        //初始化pre和end都指向dummy。pre指每次要翻转的链表的头结点的上一个节点。end指每次要翻转的链表的尾节点
        ListNode pre=dummy;
        ListNode end=dummy;

        while(end.next!=null){
            //循环k次，找到需要翻转的链表的结尾,这里每次循环要判断end是否等于空,因为如果为空，end.next会报空指针异常。
            //dummy->1->2->3->4->5 若k为2，循环2次，end指向2
            for(int i=0;i<k&&end != null;i++){
                end=end.next;
            }
            //如果end==null，即需要翻转的链表的节点数小于k，不执行翻转。
            if(end==null){
                break;
            }
            //先记录下end.next,方便后面链接链表
            ListNode next=end.next;
            //然后断开链表
            end.next=null;
            //记录下要翻转链表的头节点
            ListNode start=pre.next;
            //翻转链表,pre.next指向翻转后的链表。1->2 变成2->1。dummy->2->1
            pre.next=reverse(start);
            //翻转后头节点变到最后。通过.next把断开的链表重新链接。
            start.next=next;
            //将pre换成下次要翻转的链表的头结点的上一个节点。即start
            pre=start;
            //翻转结束，将end置为下次要翻转的链表的头结点的上一个节点。即start
            end=start;
        }
        return dummy.next;


    }
    //链表翻转
    // 例子：   head：1->2->3->4
    public ListNode reverse(ListNode head) {
         //单链表为空或只有一个节点，直接返回原单链表
        if (head == null || head.next == null){
            return head;
        }
        //前一个节点指针
        ListNode preNode = null;
        //当前节点指针
        ListNode curNode = head;
        //下一个节点指针
        ListNode nextNode = null;
        while (curNode != null){
            nextNode = curNode.next;//nextNode 指向下一个节点,保存当前节点后面的链表。
            curNode.next=preNode;//将当前节点next域指向前一个节点   null<-1<-2<-3<-4
            preNode = curNode;//preNode 指针向后移动。preNode指向当前节点。
            curNode = nextNode;//curNode指针向后移动。下一个节点变成当前节点
        }
        return preNode;

    }


}