LeetCode 25:Reverse Nodes in k-Group

本文介绍两种链表K个一组翻转的方法:一种利用栈结构实现结点逆序,另一种通过直接调整原链表完成翻转。适用于链表操作、数据结构及算法等学习场景。

Given a linked list, reverse the nodes of a linked list k at a time and return its modified list.

If the number of nodes is not a multiple of k then left-out nodes in the end should remain as it is.

You may not alter the values in the nodes, only nodes itself may be changed.

Only constant memory is allowed.

For example,
Given this linked list: 1->2->3->4->5

For k = 2, you should return: 2->1->4->3->5

For k = 3, you should return: 3->2->1->4->5

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方法一:利用栈结构

//利用一个栈来实现每k个结点的逆序,
//每组逆序结束后,将每组最后一个结点与下一组第一个结点重新链接
//例如:对单链表1->2->3->4->5->6->7->8->9进行每4个结点一组进行逆序
class Solution{
public:
	ListNode* reverseKGroup(ListNode* head, int k) {
		if (head == NULL || head->next == NULL || k < 2)
			return head;

		stack<ListNode*> stack1;
		ListNode *newHead = head;
		ListNode *cur = head;
		ListNode *pre = NULL;
		ListNode *next = NULL;
		while (cur != NULL)
		{
			next = cur->next;
			stack1.push(cur);   //将结点依次入栈
			if (stack1.size() == k)  //当入栈结点达到k个时,这k个结点开始逆序
			{
				pre = resign1(stack1, pre, next);  //pre=cur1 第一组结点逆序后,pre指向结点1
				while (!stack1.empty())    //每组逆序后,将stack清空
				{
					stack1.pop();
				}
				newHead = newHead == head ? cur : newHead;  //记录新的头结点,第一组全部入栈后,cur指向结点4,
				                                            //第一组结点逆序后,新头结点变为4
			}
			cur = next;   //第一组逆序结束后,cur重新指向下一组的第一个结点5,开始遍历下一组
		}
		return newHead;
	}
	//将k个结点按照出栈顺序依次重新链接(比如:原单链表1->2->3->4,出栈后变成4->3->2->1)
	ListNode * resign1(stack<ListNode*>stack2, ListNode* left, ListNode* right){
		ListNode *cur1 = stack2.top();
		if (left != NULL)
		{
			left->next = cur1;
		}
		ListNode *next = NULL;
		while (!stack2.empty())  
		{
			next = stack2.top( );
			cur1->next = next;     //依次重新链接
			cur1 = next;
			stack2.pop();
		}
		cur1->next = right;  //1->2->3->4,出栈后变成4->3->2->1后,cur1指向结点1,重新链接上结点5
		                     //1->2->3->4->5->6->7->8->9变为4->3->2->1->5->6->7->8->9
		return cur1;
	}
};


完整测试代码:

#include <iostream>
#include<stack>
#include<list>
using namespace std;

struct ListNode{
	int data;
	ListNode *next;
	ListNode(int x) :data(x), next(NULL){}
};

//利用一个栈来实现每k个结点的逆序,
//每组逆序结束后,将每组最后一个结点与下一组第一个结点重新链接
class Solution{
public:
	ListNode* reverseKGroup(ListNode* head, int k) {
		if (head == NULL || head->next == NULL || k < 2)
			return head;

		stack<ListNode*> stack1;
		ListNode *newHead = head;
		ListNode *cur = head;
		ListNode *pre = NULL;
		ListNode *next = NULL;
		while (cur != NULL)
		{
			next = cur->next;
			stack1.push(cur);   //将结点依次入栈
			if (stack1.size() == k)  //当入栈结点达到k个时,这k个结点开始逆序
			{
				pre = resign1(stack1, pre, next);  //pre=cur1 第一组结点逆序后,pre指向结点1

				while (!stack1.empty())    //每组逆序后,将stack清空
				{
					stack1.pop();
				}

				newHead = newHead == head ? cur : newHead;  //记录新的头结点,第一组全部入栈后,cur指向结点4,
				                                                                                  //第一组结点逆序后,新头结点变为4
			}
			cur = next;   //第一组逆序结束后,cur重新指向下一组的第一个结点5,开始遍历下一组
		}
		return newHead;
	}

	//将k个结点按照出栈顺序依次重新链接(比如:原单链表1->2->3->4,出栈后变成4->3->2->1)
	ListNode * resign1(stack<ListNode*>stack2, ListNode* left, ListNode* right){
		ListNode *cur1 = stack2.top();
		if (left != NULL)
		{
			left->next = cur1;
		}
		ListNode *next = NULL;
		while (!stack2.empty())  
		{
			next = stack2.top( );
			cur1->next = next;     //依次重新链接
			cur1 = next;
			stack2.pop();
		}
		cur1->next = right;  //1->2->3->4,出栈后变成4->3->2->1后,cur1指向结点1,重新链接上结点5
		                                //1->2->3->4->5->6->7->8->9变为4->3->2->1->5->6->7->8->9
		return cur1;
	}
};

//创建只有空链表,返回一个dummy节点
ListNode * createList()
{
	ListNode *dummy = new ListNode(-1);
	return dummy;
}

ListNode * initList(ListNode *dummy)
{
	//用一个数组初始化链表
	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };

	ListNode *tmp, *head;
	tmp = dummy;
	//使用的是尾插入法
	for (int i = 0; i<sizeof(array) / sizeof(int); i++)
	{
		ListNode *p = new ListNode(array[i]);
		tmp->next = p;
		tmp = tmp->next;
	}
	head = dummy->next;
	delete dummy;
	return head;
}

//显示链表
void showList(ListNode *head)
{
	while (head)
	{
		printf("%d ", head->data);
		head = head->next;
	}
	printf("\n");
	return;
}

//摧毁链表
void desroyList(ListNode *head)
{
	while (head)
	{
		ListNode *tmp = head->next;
		delete head;
		head = tmp;
	}
	return;
}

void main()
{
	Solution sol1;
	//创建一个空链表
	ListNode *dummy = createList();
	//对链表初始化,返回head
	ListNode *head = initList(dummy);
	//显示链表
	showList(head);
	//swap
	head = sol1.reverseKGroup(head, 4);
	//显示链表
	showList(head);
	system("pause");
	desroyList(head);
}

方法二:不利用栈结构,直接在原链表中调整

//不利用栈结构,在原链表中直接调整
class Solution{
public:
	ListNode* reverseKGroup(ListNode* head, int k) {
		if (head == NULL || head->next == NULL || k < 2)
			return head;

		ListNode *cur = head;
		ListNode *start = NULL;
		ListNode *pre = NULL;
		ListNode *next = NULL;

		int count = 1;
		while (cur != NULL)
		{
			next = cur->next;
		
			if (count == k)  
			{
				start = pre == NULL ? head : pre->next;
				head = pre == NULL ? cur : head;
				resign2(pre, start, cur, next);
				pre = start;
				count = 0;
			}
			count++;
			cur = next;
		}
		return head;
	}

	void resign2(ListNode* left, ListNode* start, ListNode *end,ListNode* right){
		ListNode *pre = start;
		ListNode* cur = start->next;
		ListNode*next = NULL;

		while (cur!=right)  
		{
			next = cur->next;
			cur->next = pre;
			pre = cur;
			cur = next;
		}
		if (left != NULL){
			left->next = end;
		}
		start->next = right; //上一组的最后一个结点(逆序前的第一个结点)链接下一组逆序前的第一个结点
	}
};




【电能质量扰动】基于ML和DWT的电能质量扰动分类方法研究(Matlab实现)内容概要:本文研究了一种基于机器学习(ML)和离散小波变换(DWT)的电能质量扰动分类方法,并提供了Matlab实现方案。首先利用DWT对电能质量信号进行多尺度分解,提取信号的时频域特征,有效捕捉电压暂降、暂升、中断、谐波、闪变等常见扰动的关键信息;随后结合机器学习分类器(如SVM、BP神经网络等)对提取的特征进行训练与分类,实现对不同类型扰动的自动识别与准确区分。该方法充分发挥DWT在信号去噪与特征提取方面的优势,结合ML强大的模式识别能力,提升了分类精度与鲁棒性,具有较强的实用价值。; 适合人群:电气工程、自动化、电力系统及其自动化等相关专业的研究生、科研人员及从事电能质量监测与分析的工程技术人员;具备一定的信号处理基础和Matlab编程能力者更佳。; 使用场景及目标:①应用于智能电网中的电能质量在线监测系统,实现扰动类型的自动识别;②作为高校或科研机构在信号处理、模式识别、电力系统分析等课程的教学案例或科研实验平台;③目标是提高电能质量扰动分类的准确性与效率,为后续的电能治理与设备保护提供决策依据。; 阅读建议:建议读者结合Matlab代码深入理解DWT的实现过程与特征提取步骤,重点关注小波基选择、分解层数设定及特征向量构造对分类性能的影响,并尝试对比不同机器学习模型的分类效果,以全面掌握该方法的核心技术要点。
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