24.两两交换链表中的节点

24. 两两交换链表中的节点

给定一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后的链表。

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。

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

进阶： 你能在不修改链表节点值的情况下解决这个问题吗?（也就是说，仅修改节点本身。）

思路：

本题主要是要理清链表结点的指向的改变，由于是两两互换，所以可以理解为窗口一样，每个窗口中两个节点，然后交换顺序，当然为了移动窗口，也是为了将两个交换的结点再连接回链表中，我们需要先保存好窗口后的第一个结点nxt，以及窗口前的最后一个结点pre。因此本题共需要找到四个关键结点，如图：

Java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) {
        //头结点为空或只有一个结点，无需换序，直接返回
        if(head == null || head.next == null) return head;
        ListNode dummy = new ListNode(0);//由于需要用到head的前一位置，故建立dummy
        dummy.next = head;
        ListNode pre = dummy,p = head,q = head.next;
        while(p != null && q != null){
            ListNode nxt = q.next;
            //找到相关结点后，改变指向
            pre.next = q;
            q.next = p;
            p.next = nxt;
            //调整关键结点用于继续交换下一轮的两个结点
            pre = p;
            p = nxt;
            if(nxt != null){
                  q = nxt.next;
            }
        }
         return dummy.next;
    }
}

Go代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * type ListNode struct {
 *     Val int
 *     Next *ListNode
 * }
 */
func swapPairs(head *ListNode) *ListNode {
    // 类似链表反转那道题，使用头插法，每次只要关心核心的三个节点
    // 三个节点分别为pre,p,q,其中p和q是实际要交换的节点，pre则是用于辅助交换，类似虚拟头结点
    if head == nil || head.Next == nil {
        return head
    }
    dummy:= &ListNode{}
    dummy.Next = head
    pre,p,q := dummy,head,head.Next
    // 还存在两个需要交换的节点时就一直循环，直到没有节点或者只剩下一个节点，即最后一个节点是不需要交换的
    for p != nil && q != nil{  
        nxt := q.Next // 下一轮需要交换的第一个节点
        q.Next = pre.Next
        pre.Next = q
        p.Next = nxt

        // 交换完成，更新辅助指针的指向，继续后续节点的交换
        pre = p
        p = nxt
        // 当链表总节点数量是偶数时，最后一轮的交换后，p是nil,所以这里拿p的Next时需要判nil，避免空指针
        if p != nil {
            q = p.Next
        }
    }
    return dummy.Next
}