链表内指定区间反转

链表内指定区间反转

题目

描述

将一个节点数为 size 链表 m 位置到 n 位置之间的区间反转，要求时间复杂度 O(n)O(n)，空间复杂度 O(1)O(1)。
例如：
给出的链表为 1→2→3→4→5→NULL1→2→3→4→5→NUL**L, m=2,n=4m=2,n=4,
返回 1→4→3→2→5→NULL1→4→3→2→5→NUL**L.

数据范围： 链表长度 0<size≤10000<siz**e≤1000，0<m≤n≤size0<m≤n≤siz**e，链表中每个节点的值满足 ∣val∣≤1000∣val∣≤1000

要求：时间复杂度 O(n)O(n) ，空间复杂度 O(n)O(n)

进阶：时间复杂度 O(n)O(n)，空间复杂度 O(1)O(1)

示例1

输入：

{1,2,3,4,5},2,4

返回值：

{1,4,3,2,5}

示例2

输入：

{5},1,1

返回值：

{5}

算法思路

具体算法思路可以参考这位UP主的讲解

【玩转校招算法面试】第二天：链表内指定区间反转（动画演示、手写 Java 代码、详细注释、LeetCode 高频算法题）_哔哩哔哩_bilibili

要反转链表中从位置 m 到 n 之间的节点，我们可以按照以下步骤进行操作：

1. 找到第 m-1 个节点：这个节点将成为反转部分的前一个节点。
2. 找到第 n+1 个节点：这个节点将成为反转部分的后一个节点。
3. 反转从第 m 个节点到第 n 个节点之间的部分。
4. 将反转部分的前一个节点指向反转后的新头节点。
5. 将反转部分的新尾节点指向第 n+1 个节点。

具体步骤：

1. 初始化指针：

   • prev：指向第 m-1 个节点（初始为 NULL）。
   • curr：指向第 m 个节点。
   • next：用于保存 curr 的下一个节点。

2. 找到第 m-1 个节点：

   • 从头节点开始遍历链表，直到找到第 m-1 个节点。

3. 反转从第 m 到第 n 个节点：

   • 使用一个循环，将 curr 指向的节点插入到 prev 和 curr 之间，直到 curr 指向第 n 个节点。

4. 连接反转部分的前后节点：

   • 将第 m-1 个节点的 next 指向反转后的新头节点。
   • 将反转部分的新尾节点的 next 指向第 n+1 个节点。

   代码实现

   /**
    * struct ListNode {
    *  int val;
    *  struct ListNode *next;
    * };
    */
   /**
    * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可
    *
    *
    * @param head ListNode类
    * @param m int整型
    * @param n int整型
    * @return ListNode类
    */
   struct ListNode* reverseBetween(struct ListNode* head, int m, int n ) {
       // write code here
       if (head == NULL || m == n) {
           return head;
       }
   
       // 创建一个虚拟头节点，方便处理边界情况
       struct ListNode dummy;
       dummy.next = head;
       struct ListNode* prev = &dummy;
   
       // 找到第 m-1 个节点
       for (int i = 1; i < m; i++) {
           prev = prev->next;
       }
   
       // 当前节点指向第 m 个节点
       struct ListNode* curr = prev->next;
       struct ListNode* next = NULL;
   
       // 反转从第 m 到第 n 个节点
       for (int i = m; i < n; i++) {
           next = curr->next;
           curr->next = next->next;
           next->next = prev->next;
           prev->next = next;
       }
       return dummy.next;
   
   }