24.两两交换链表中的节点 python

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已于 2024-12-05 10:32:23 修改 · 494 阅读

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文章标签：

#链表 #数据结构 #python #算法 #leetcode

于 2024-12-05 09:24:12 首次发布

两两交换链表中的节点

题目
题解

题目

题目描述

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：

在这里插入图片描述

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

题目链接

两两交换链表中的节点

题解

解题思路

要解决这个问题，我们需要编写一个函数来交换链表中每两个相邻的节点。我们可以使用迭代或递归的方法来实现这一点。下面是用Python编写的迭代方法：

python实现

def swapPairs

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LeetCode题解：24.两两交换链表中的节点【Python题解超详细，逐对交换、迭代法】，知识拓展：交换过程中的链表引用分析

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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）

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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：解析：创建一个头指针，然后用链表的属性对头指针后两个值进行调换，然后切换头指针指向。 # Definition for singly-linked list. # class ListNode(object): # def __init__(self, val=0, next=None): # self.val = val

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### 两两交换链表中的节点算法实现在解决两两交换链表中的节点问题时，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 是链表的节点数。 - **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]。