两两交换链表中节点

链表两两交换节点的Java和Python实现

给你一个链表,两两交换其中相邻的节点,并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题(即,只能进行节点交换)。

示例 1:

输入:head = [1,2,3,4]
输出:[2,1,4,3]

示例 2:

输入:head = []
输出:
[]

Java实现

    public static  ListNode swapPairs(ListNode head) {
        ListNode dummyHead = new ListNode(0);
        dummyHead.next = head;
        ListNode cur = dummyHead;
        while (cur.next != null && cur.next.next != null) {
            ListNode node1 = cur.next;
            ListNode node2 = cur.next.next;
            cur.next = node2;
            node1.next = node2.next;
            node2.next = node1;
            cur = node1;
        }
        return dummyHead.next;
    }

Python实现

    def swapPairs(self, head):
        dummyHead = ListNode(0)
        dummyHead.next = head
        temp = dummyHead
        while temp.next and temp.next.next:
            node1 = temp.next
            node2 = temp.next.next
            temp.next = node2
            node1.next = node2.next
            node2.next = node1
            temp = node1
        return dummyHead.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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