K 个一组翻转链表

描述:

给你一个链表,每 k 个节点一组进行翻转,请你返回翻转后的链表。

k 是一个正整数,它的值小于或等于链表的长度。

如果节点总数不是 k 的整数倍,那么请将最后剩余的节点保持原有顺序。

示例 :

给定这个链表:1->2->3->4->5

当 k = 2 时,应当返回: 2->1->4->3->5

当 k = 3 时,应当返回: 3->2->1->4->5

说明 :

你的算法只能使用常数的额外空间。
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。

链接:https://leetcode-cn.com/problems/reverse-nodes-in-k-group

代码分析:
/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {

        ListNode dummy = new ListNode(0);
        dummy.next = head;

        ListNode pre = dummy;
        ListNode end = dummy;

        while (end.next != null) {
            for (int i = 0; i < k && end != null; i++)
                end = end.next;

            if (end == null) break;
            ListNode start = pre.next;
            ListNode next = end.next;
            end.next = null;
            pre.next = helper(start);
            
            start.next = next;
            pre = start;
            end = pre;
        }
        return dummy.next;

    }
    //反转链表
    public ListNode helper(ListNode head) {
        ListNode dum = new ListNode(-1);
        ListNode p = dum.next;
        while (head != null) {
            dum.next = head;
            head = head.next;
            dum.next.next = p;
            p = dum.next;
        }
        return dum.next;
    }
}
### Python 实现 K 个节点一组翻转链表 以下是基于题目描述和参考资料的 Python 实现方法。该算法满足以下条件: - 反转每 k 个节点的一组。 - 如果剩余节点不足 k 个,则保持原样。 - 算法仅使用 O(1) 的额外空间。 #### 定义链表结构 首先定义单链表的节点类 `ListNode`,这是实现的基础数据结构[^2]。 ```python class ListNode: def __init__(self, val=0, next=None): self.val = val self.next = next ``` --- #### 主函数逻辑 主函数负责整体流程控制,包括分组、反转以及连接各部分链表。 ```python def reverseKGroup(head: ListNode, k: int) -> ListNode: dummy = ListNode(0) # 创建哑节点以便于后续操作 dummy.next = head prev_group_end = dummy # 当前已处理部分的最后一节点 while True: a = prev_group_end.next # 获取当前组的第一个节点 if not has_k_nodes(a, k): # 判断是否有足够的 k 个节点 break b = get_kth_node(a, k) # 找到第 k+1 个节点 (即下一组的起点) new_a = reverse_list(a, b) # 对 [a, b) 节点范围内的子链表进行反转 # 连接已经完成的部分与新反转的部分 prev_group_end.next = new_a prev_group_end = a # 更新 prev_group_end 为本组最后一个节点(原始的 a) return dummy.next def has_k_nodes(node: ListNode, k: int) -> bool: """判断从给定节点开始是否存在至少 k 个节点""" current = node count = 0 while current and count < k: current = current.next count += 1 return count == k def get_kth_node(start: ListNode, k: int) -> ListNode: """获取从 start 开始的第 k+1 个节点""" current = start for _ in range(k): if not current: break current = current.next return current def reverse_list(start: ListNode, end: ListNode) -> ListNode: """反转从 start 到 end 前一个节点之间的链表""" prev, curr = None, start while curr != end: temp_next = curr.next curr.next = prev prev = curr curr = temp_next return prev ``` --- #### 测试代码 为了验证上述实现的有效性,可以编写测试用例来观察结果。 ```python # 辅助函数:创建链表 def create_linked_list(values): dummy = ListNode() current = dummy for value in values: current.next = ListNode(value) current = current.next return dummy.next # 辅助函数:打印链表 def print_linked_list(head): result = [] while head: result.append(str(head.val)) head = head.next print("->".join(result)) # 测试用例 if __name__ == "__main__": test_values = [1, 2, 3, 4, 5] k = 2 head = create_linked_list(test_values) reversed_head = reverseKGroup(head, k) print_linked_list(reversed_head) # 输出应为 2->1->4->3->5 ``` --- ### 解决方案说明 以上代码实现了按每 k 个节点一组翻转链表的功能,并遵循了以下原则: - **O(1) 额外空间**:除了几个指针变量之外未使用其他存储资源[^1]。 - **边界情况处理**:当剩余节点少于 k 时不会执行任何反转操作。 - **哑节点优化**:引入哑节点简化了头结点可能变动的情况下的复杂度[^3]。 ---
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