重排链表-LintCode

本文介绍了一种在不使用额外空间的情况下对链表进行重排序的方法,同时探讨了如何在原地删除排序数组中的重复元素并返回新长度的技术。

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给定一个排序数组,在原数组中删除重复出现的数字,使得每个元素只出现一次,并且返回新的数组的长度。
不要使用额外的数组空间,必须在原地没有额外空间的条件下完成。
给定一个单链表L: L0→L1→…→Ln-1→Ln,
重新排列后为:L0→Ln→L1→Ln-1→L2→Ln-2→…
必须在不改变节点值的情况下进行原地操作。
样例:
给出链表 1->2->3->4->null,重新排列后为1->4->2->3->null。

#ifndef C99_H
#define C99_H
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
class ListNode{
public:
    int val;
    ListNode *next;
    ListNode(int val){
        this->val = val;
        this->next = NULL;
    }
};
class Solution {
public:
    /**
    * @param head: The first node of linked list.
    * @return: void
    */
    void reorderList(ListNode *head) {
        // write your code here
        if (head == NULL)
            return;
        vector<ListNode*> v;
        ListNode *p = head;
        while (p != NULL)
        {
            v.push_back(p);
            p = p->next;
        }
        int len = v.size();
        int l = 0, r = len - 1;
        while (l < r)
        {
            v[l]->next = v[r];
            v[r--]->next = v[++l];
        }
        v[l]->next = NULL;
    }
};
#endif
### 重排链表的实现方法 重排链表是一种常见的链表操作,其目标是将单向链表重新排列成一种特定的形式。通常情况下,这种形式会涉及将链表分成两部分,并通过某种方式组合这两部分。以下是关于重排链表的具体实现方法。 #### 1. 找到中间节点 为了分割链表,首先需要找到链表的中间节点。这可以通过 **快慢指针法** 来完成。具体来说,定义两个指针 `slow` 和 `fast`,初始都指向头节点。每次迭代时,`slow` 移动一步而 `fast` 移动两步。当 `fast` 到达链表末尾时,`slow` 就位于链表的中间位置[^2]。 ```python def find_middle(head): slow, fast = head, head while fast and fast.next: slow = slow.next fast = fast.next.next return slow ``` #### 2. 反转后半段链表 找到中间节点之后,可以将其作为新链表的起点,并对该部分链表进行反转。这是通过修改链表节点的 `next` 指针来实现的。下面是一个典型的链表反转函数: ```python def reverse_list(head): prev = None current = head while current: next_node = current.next current.next = prev prev = current current = next_node return prev ``` 此过程的时间复杂度为 O(n/2),即线性时间复杂度[^4]。 #### 3. 合并前后两部分链表 最后一步是交替合并前半部分和已经反转后的后半部分链表。这一过程中需要注意保持原始顺序不变以及正确处理边界条件。下面是具体的实现代码: ```python def merge_lists(l1, l2): while l1 and l2: temp1 = l1.next temp2 = l2.next l1.next = l2 if temp1: l2.next = temp1 l1 = temp1 l2 = temp2 ``` 整个流程完成后,链表就被成功地按照题目要求进行了重组。 ### 完整代码示例 (Python) 综合上述三个步骤,完整的 Python 实现如下所示: ```python class ListNode: def __init__(self, val=0, next=None): self.val = val self.next = next def reorder_list(head): if not head or not head.next: return # Step 1: Find the middle of the list using two pointers. slow, fast = head, head while fast and fast.next: slow = slow.next fast = fast.next.next # Step 2: Reverse the second half of the list starting from 'slow'. reversed_second_half = reverse_list(slow) # Step 3: Merge both halves alternately. first_half = head second_half = reversed_second_half while second_half and first_half != second_half: temp_first_next = first_half.next temp_second_next = second_half.next first_half.next = second_half second_half.next = temp_first_next first_half = temp_first_next second_half = temp_second_next ``` --- ####
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