Leecode-86. 分隔链表（通俗易懂，详细)

题目描述

给定一个链表和一个特定值 x，对链表进行分隔，使得所有小于 x 的节点都在大于或等于 x 的节点之前。

你应当保留两个分区中每个节点的初始相对位置。

示例:

输入: head = 1->4->3->2->5->2, x = 3
输出: 1->2->2->4->3->5

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/partition-list
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解题思路

1. 当链表为空，或者链表中只有一个元素时，不必对链表进行分隔，直接返回head。
2. 考虑一般情况，分析得知，第一个比x小的节点一定是分隔后链表的头节点，故第一步操作就要在原链表中取出第一个比x小的节点，并让该节点成为链表的头节点。此时考虑两种情况，如果在原链表中，头节点的值就比x小，则无需操作；如果第一个比x小的节点在链表中间，假设该节点的前一个节点指针为pre，该节点的指针为cur，那么我们需要在原链表中删除该节点，即pre.next=cur.next，然后将该节点的next指向原链表的头节点head，cur.next=head,然后再修改head指针为当前节点，即head=cur。
3. 得到了分隔后链表的头节点后，从头依次遍历链表，每当发现一个比x小的节点，就将该节点分隔到链表的左边，此时需要维护一个指针tail，初始化为head，它指向比x小，且已经完成分隔的最后一个节点，这样每当我们发现了一个比x小的节点，只需将该节点移动到tail的下一个节点，并修改新的tail值即可。

实现代码(Java)

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode partition(ListNode head, int x) {
        ListNode tail,cur,pre;
        if(head==null||head.next==null)
        {
            return head;
        }//如果链表为空，或者链表的只有一个节点，无需分隔链表。
        cur=head;
        pre=null;
        while(cur!=null)//寻找第一个比x小的节点，并将该节点取出，作为结果链表的头节点。
        {
            if(cur.val<x)
            {
                if(cur!=head)
                {
                    pre.next=cur.next;//原链表中，删除当前节点
                    cur.next=head;//取出当前节点，且另它的下一个节点指向原链表头节点
                    head=cur;//分隔后链表的头节点，就是第一个比x小的节点
                }
                 break;
            }
            pre=cur;
            cur=cur.next;
        }
        tail=head;
        cur=head.next;
        pre=head;//pre用于cur指针的前一个指针，用于找到比x小的节点后，在原链表中删除该节点
        //tail用于指向比x小的链表的最后一个节点。
        while(cur!=null)//从头依次遍历链表节点
        {
            if(cur.val<x)//如果链表节点小于x,将x移动到tail后，并修改tail
            {
                    pre.next=cur.next;
                    cur.next=tail.next;
                    tail.next=cur;
                    tail=tail.next;
            }
            pre=cur;
            cur=cur.next;
        }
        return head;
    }
}

复杂度分析

算法除了几个指针外不需要开辟额外的内存空间，故算法的空间复杂度为O(1)。
算法会遍历两次链表，分别为寻找第一个比x小的节点和在原链表中移动节点，故算法的时间复杂度为O(n)。