lintcode--450. K组翻转链表

本文介绍了一种链表操作算法:按K个一组翻转链表。通过具体实例展示了如何实现这一操作,并提供了完整的代码实现。适用于链表长度不是K的倍数的情况。

描述

给你一个链表以及一个k,将这个链表从头指针开始每k个翻转一下。
链表元素个数不是k的倍数,最后剩余的不用翻转。

样例

给出链表 1->2->3->4->5

k = 2, 返回 2->1->4->3->5

k = 3, 返回 3->2->1->4->5

代码

整体思路是每隔k个节点,进行逆置,随后拼接。

/**
 * Definition for ListNode
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */

public class Solution {
    /**
     * @param head: a ListNode
     * @param k: An integer
     * @return: a ListNode
     */
    public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
        // write your code here
        if(head==null||head.next==null||k==1){
            return head;
        }
        int count=0;
        ListNode s=null;
        ListNode newHead=null,tail=null;
        for(ListNode node=head;node!=null;){
            if(count==0){
                s=node;
                node=node.next;
            }
            else if(count==k-1){
                ListNode temp2=node;
                node=node.next;
                temp2.next=null;
                count=-1;
                ListNode node3=reverse(s);
                if(newHead==null){
                    newHead=node3;
                }else{
                    tail.next=node3;
                }
                tail=s;
            }else{
                node=node.next;
            }
            count++;
        }
        if(tail!=s){
            tail.next=s;
        }
        return newHead;
    }
    private ListNode reverse(ListNode head){
        if(head==null){
            return null;
        }
        ListNode pre=null;
        while(head!=null){
            ListNode next=head.next;
            head.next=pre;
            pre=head;
            head=next;
        }
        return pre;
    }
}
### Python 实现 K 个节点一翻转链表 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- 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、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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