力扣 24.两两交换链表中的节点

力扣《反转链表》系列文章目录

刷题次序,由易到难,一次刷通!!!

题目题解
206. 反转链表反转链表的全部 题解1
92. 反转链表 II反转链表的指定段 题解2
24. 两两交换链表中的节点两个一组反转链表
25. K 个一组翻转链表K 个一组反转题解3

一、题目

在这里插入图片描述

二、解题思路

对于反转指定段的链表,都采用将所需要反转的这一段单独摘出来,先记录好这段的上一个节点和下一个节点。将需要反转的部分反转好之后,再将其正确链接回原链表,参照下图。
在这里插入图片描述
创建一个哑节点(dummy node),它的next指向头节点,这样可以简化边界条件的处理。接着,使用一个while循环来遍历链表,采用两个每次循环交换一对相邻的节点。最后,返回哑节点的next,即交换后的链表的头节点。
注意:对 cur 进行赋值前,必须检验 pre 是否为 null,不是 null 才可以对 cur 进行赋值。

三、代码

/**
 * 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 ListNode swapPairs(ListNode head) {
        ListNode dummy = new ListNode(0, head);// 创建一个哑节点(dummy node),它的next指向头节点,这样可以简化边界条件的处理
        ListNode ppre = dummy;
        ListNode pre = dummy.next;
        if (pre == null) {
            return head;
        }
        ListNode cur = pre.next;
        while (cur != null) {
            ListNode nxt = cur.next;// 保存“下一个节点”
            cur.next = pre;// 反转
            pre.next = nxt;// 连回原链表的“下一个节点”
            ppre.next = cur;// 连回原链表的“上一个节点”
            ppre = pre;
            pre = pre.next;
            if (pre == null) {
                break;
            } else {
                cur = pre.next;
            }
        }
        return dummy.next;
    }
}
### 两两交换链中的节点算法实现 在解决两两交换链中的节点问题时,可以采用递归或迭代的方法。以下是两种方法的详细说明和代码实现。 #### 方法一:递归法 递归方法的核心思想是将链表分为当前需要交换的两个节点和剩余链表两部分。首先判断链表是否为空或只有一个节点,如果是,则直接返回头节点。然后递归调用 `swapPairs` 函数处理剩余的节点,并更新指针关系[^2]。 ```python class ListNode: def __init__(self, val=0, next=None): self.val = val self.next = next class Solution: def swapPairs(self, head: ListNode) -> ListNode: # 如果链表为空或只有一个节点,直接返回 if not head or not head.next: return head # 获取当前节点的下一个节点 p = head.next # 递归调用处理剩余节点 head.next = self.swapPairs(p.next) # 将 p 的 next 指向当前节点 p.next = head # 返回新的头节点 p return p ``` #### 方法二:迭代法 迭代方法通过引入一个虚拟头节点(dummy node)来简化指针操作。使用一个临时指针 `temp` 遍历链表,每次交换 `temp.next` 和 `temp.next.next` 两个节点,并更新指针关系[^4]。 ```python class Solution: def swapPairs(self, head: ListNode) -> ListNode: # 创建虚拟头节点 dummy = ListNode(0) dummy.next = head # 使用 temp 指针遍历链表 temp = dummy while temp.next and temp.next.next: # 定义需要交换的两个节点 node1 = temp.next node2 = temp.next.next # 更新指针关系 temp.next = node2 node1.next = node2.next node2.next = node1 # 移动 temp 指针到下一个待交换的节点前 temp = node1 # 返回新的头节点 return dummy.next ``` ### 算法复杂度分析 - **时间复杂度**:无论是递归还是迭代方法,都需要遍历整个链表,因此时间复杂度为 O(n),其中 n 是链表节点数。 - **空间复杂度**: - 递归方法的空间复杂度为 O(n),因为递归调用会占用栈空间。 - 迭代方法的空间复杂度为 O(1),因为它只使用了常数个额外变量。 ### 注意事项 在实现过程中,需要注意边界条件的处理,例如链表为空或只有一个节点的情况。此外,在交换节点时,确保正确更新指针关系,避免出现断链或死循环的问题[^3]。
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