链表翻转。给出一个链表和一个数k,比如链表1→2→3→4→5→6,k=2,则翻转后2→1→4→3→6→5,若k=3,翻转后3→2→1→6→5→4,若k=4,翻转后4→3→2→1→5→6,用程序实现

本文介绍了一种链表中长度为k的段摘除、翻转并重新连接的算法,通过具体实现展示了如何使用C++进行链表操作。

题目中最重要的就是学会一种方法,就是把链表中长度为k的一段从链表中摘除,翻转之后在将其衔接回链表。这是主要的思绪,以下按照此思路给出程序:


#include<iostream>
using namespace std;

typedef struct LNode {
	int m_nValue;
	struct LNode* m_pNext;
}LNode;

LNode* reverseList(LNode* pHead) {
	if (NULL == pHead || NULL == pHead->m_pNext)
		return pHead;
	LNode* pNode;
	LNode* pNewHead = NULL;
	while (pHead) {
		pNode = pHead;
		pHead = pHead->m_pNext;
		pNode->m_pNext = pNewHead;
		pNewHead = pNode;
	}
	return pNewHead;
}

LNode* getLastNode(LNode* pHead) {
	while (NULL != pHead->m_pNext)
		pHead = pHead->m_pNext;
	return pHead;
}

LNode* swapListByK(LNode* pHead, int k) {
	if (k <= 1)
		return pHead;
	int pos;
	LNode* pNode = pHead;
	LNode* pNewHead;
	LNode* pNextNode;
	LNode* pLastNode = NULL;;
	pHead = NULL;
	while (pNode) {
		pos = 0;
		pNewHead = pNode;
		while (pNode && pos < k - 1) {
			pNode = pNode->m_pNext;
			pos++;
		}
		if (pNode) {
			pNextNode = pNode->m_pNext;
			pNode->m_pNext = NULL;
			if (NULL != pLastNode) {
				pLastNode->m_pNext = NULL;
			}
			pNewHead = reverseList(pNewHead);
			if (NULL == pHead) {
				pHead = pNewHead;
			} else {
				pLastNode->m_pNext = pNewHead;
			}
			pNode = getLastNode(pNewHead);
			pNode->m_pNext = pNextNode;
			pLastNode = pNode;
			pNode = pNextNode;
		} else {
			break;
		}
	}
	return pHead;
}

void printList(LNode* pHead) {
	LNode* pNode = pHead;
	while (pNode) {
		cout << pNode->m_nValue << " ";
		pNode = pNode->m_pNext;
	}
	cout << endl;
}

LNode* createList(int* arr, int length) {
	LNode* pHead = NULL;
	LNode* pTemp, *pNode;
	for (int i = 0; i < length; i++) {
		pNode = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));
		pNode->m_nValue = arr[i];
		pNode->m_pNext = NULL;
		if (NULL == pHead)
			pHead = pNode;
		else
			pTemp->m_pNext = pNode;
		pTemp = pNode;
	}
	return pHead;
}

void destroyList(LNode* pHead) {
	LNode* pNode;
	while (pHead) {
		pNode = pHead;
		pHead = pHead->m_pNext;
		free(pNode);
	}
}

int main(int argc, char* argv[]) {
	int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
	int length = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	LNode* pHead = createList(arr, length);
	pHead = swapListByK(pHead, 2);
	printList(pHead);
	destroyList(pHead);
	cin.get();
	return 0;
}


<think>好的,我现在需要帮助用户理解如何实现链表每k个节点的翻转算法。首先,我得回忆一下相关的据结构算法知识,尤其是链表操作分组翻转的方法。 用户的问题是关于每k个节点翻转链表,这可能涉及到多次局部翻转,然后将这些翻转后的部分连接起来。我需要先确定用户是否已经了解基本的链表翻转方法,比如头插法或者迭代反转,因为分组翻转通常是基于这些基础技术的。 根据提供的引用内容,尤其是引用[3][4],分组翻转的主要思路是将链表分成若干组,每组k个节点,对每一组进行翻转,然后将翻转后的组连接起来。如果最后一组不足k个节点,则保持原样。这里的关键点是如何正确地分割链表翻转每一组,并处理组之间的连接。 首先,我需要明确步骤。可能的步骤包括: 1. 遍历链表,确定每组的起始结束节点。 2. 对每组进行翻转,可以使用栈(如引用[4]提到的)或者头插法,或者直接反转指针。 3. 处理翻转后的组之间的连接,确保前一组的尾节点正确连接到下一组的头节点。 4. 处理边界情况,例如链表长度不足k的情况,或者k为1的情况(此时不需要翻转)。 接下来,我需要考虑不同的实现方法。引用[3]提到了使用头插法,而引用[4]提到使用栈。这两种方法各有优缺点。栈的方法可能更容易理解,但需要额外的空间;头插法或直接反转指针则可以在原地操作,节省空间。 用户可能需要示例代码,因此我需要选择一种方法进行实现。假设选择原地反转的方法,这样可以满足空间复杂度O(1)的要求。这种方法通常需要维护多个指针,如当前组的头、尾,以及前一组的尾,以便正确连接。 在编写代码时,需要注意指针的操作顺序,避免断链或丢失节点。例如,在反转一个链表时,需要记录它的前驱后继,以便将反转后的子链表重新接入原链表。 另外,测试用例也很重要。比如,链表节点正好是k的倍,或者不足k的情况,或者k=1的情况。需要确保代码在这些情况下都能正确运行。 可能遇到的问题包括: - 如何处理头节点,尤其是当第一组需要翻转时,如何更新整个链表的头。 - 如何连接各组之间的节点,特别是在翻转后,前驱后继的正确连接。 - 边界条件的处理,例如k的值大于链表长度,或者链表为空。 根据引用[3]中的描述,使用计器遍历链表,当计达到k时,进行翻转翻转后重置计器,并继续处理后续节点。如果剩余节点不足k,则直接连接不翻转。 现在,我需要将这些思路整理成一个清晰的步骤,并编写相应的示例代码,例如使用迭代的方法,或者递归的方法。递归方法可能更简洁,但可能有栈溢出的风险;迭代方法更直观,但需要更多的指针操作。 最后,我需要确保代码符合用户提供的引用中的方法,并且能够处理各种情况。同时,代码需要注释清晰,方便用户理解每一步的操作。</think>### 链表每k个节点翻转算法实现思路 #### 一、核心思路 1. **分组遍历**:将链表按$k$个节点为一组切割,每组内部进行反转 2. **头尾连接**:记录前一组反转后的尾节点,用于连接下一组反转后的头节点 3. **边界处理**:当剩余节点不足$k$时保持原顺序 #### 二、关键步骤 1. **指针初始化**: - `dummy`虚拟头节点处理头节点变化 - `prev_group_end`记录前一组尾节点 - `current`遍历指针 2. **遍历过程**: - 每次尝试移动$k$步验证是否足够分组 - 不足$k$时直接连接剩余节点 - 满足$k$时执行子链表反转 3. **子链表反转**: - 使用头插法或指针反转方法 - 维护`group_head``group_end`指针 #### 三、示例代码(Python) ```python class ListNode: def __init__(self, val=0, next=None): self.val = val self.next = next def reverseKGroup(head: ListNode, k: int) -> ListNode: dummy = ListNode(0) dummy.next = head prev_group_end = dummy # 前一组尾节点 while True: # 检测剩余节点是否足够k个 check = prev_group_end for _ in range(k): if not check.next: return dummy.next check = check.next # 反转当前组 group_head = prev_group_end.next group_end = group_head prev = None curr = group_head for _ in range(k): # 标准链表反转操作 next_node = curr.next curr.next = prev prev = curr curr = next_node # 连接前后组 prev_group_end.next = prev # prev是新的组头 group_head.next = curr # 原组头成为新组尾 prev_group_end = group_head # 更新前组尾指针 return dummy.next ``` #### 四、复杂度分析 - 时间复杂度:$O(n)$,每个节点被访问两次(检测反转) - 空间复杂度:$O(1)$,仅使用固定量指针 #### 五、测试用例 1. 常规测试:链表`1->2->3->4->5`,k=2 → `2->1->4->3->5` 2. 边界测试:k=1 → 原链表不变 3. 不足k测试:链表`1->2->3`,k=4 → 保持原顺序 4. 整倍测试:链表`1->2->3->4`,k=2 → `2->1->4->3`
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