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[算法] 结点K个一组的链表反转(hard)

article 2025/3/12 18:03:27

文章目录

- 1. 题目解析
- 2. 讲解原理
- 3. 编码实践

下面我们来分享一道简单的题目 -> 结点K个一组的链表反转(hard)

1. 题目解析

给你链表的头节点 head ，每 k 个节点一组进行翻转，请你返回修改后的链表。

k 是一个正整数，它的值小于或等于链表的长度。如果节点总数不是 k 的整数倍，么请将最后剩余的节点保持原有顺序。

你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际进行节点交换。

下面是一个简单的举例:
示例 1：
在这里插入图片描述
输入：head = [1,2,3,4,5], k = 2
输出：[2,1,4,3,5]
示例 2：

输入：head = [1,2,3,4,5], k = 3
输出：[3,2,1,4,5]

因此, 说白了, 就是给你一串链表, 然后要求你k个节点一组然后将其反转即可.

2. 讲解原理

本质求解思路是模拟算法. 这里模拟的思路可能有所不同, 下面提供一种模拟思路.

模拟策略:
1. 先求需要逆序多少组.
2. 重复n组长度为k的链表逆序.

下面解释几个问题:

为什么要先求出需要逆序多少组?
因为我们在处理链表的时候是对该节点是否要头插是不确定的, 比如示例2当中, 如果cur = 2, 则需要头插, 如果cur = 4, 则不能头插.
如何求需要逆置多少组?
很简单, 逆置组数 = 链表节点数量 / k.
对于一组链表如何进行逆置?
很简单, 新建一个虚拟节点, 然后挨个头插即可.

3. 编码实践

编码的难点: 编码的唯一难点在于, 在这个过程中会出现多个指针来回使用的情况, 需要搞清楚各个指针的作用以及逻辑.

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* reverseKGroup(ListNode* head, int k) {
        // 1. 先求出链表需要逆序多少组? 
        int size = 0;
        ListNode* cur = head;
        while(cur)
        {
            size += 1;
            cur = cur->next;
        }
        int n = size / k; 

        // 2. 逆序链表
        cur = head;
        ListNode* newHead = new ListNode;
        ListNode* prev = newHead;
        for(int i = 0; i < n; i++)
        {
            ListNode* temp = cur; 
            for(int j = 0; j < k; j++)
            {
                ListNode* next = cur->next;
                
                cur->next = prev->next;
                prev->next = cur;

                cur = next;
            }
            prev = temp;
        }

        // 3. 添加无需逆置的可能存在的剩余链表部分
        if(cur) prev->next = cur;

        // 4. 释放多余空间, 准备ret结果 
        prev = newHead->next;
        delete newHead;

        return prev;
    }
};