基础知识要求:
Java:方法、while循环、for循环、if else语句
Python: 方法、while循环、for循环、if else语句
题目:
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,那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。
示例 1:
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]
提示:
- 链表中的节点数目为
n
1 <= k <= n <= 5000
0 <= Node.val <= 1000
思路解析:
- 准备阶段:
- 首先,我们需要一个哑节点(dummy node)来简化头节点的处理。哑节点是一个不存储实际数据的节点,它的
next
指针指向链表的头节点。这样,我们就可以避免处理头节点翻转时的特殊情况。 - 初始化三个指针:
prev
(前一个子链表的末尾节点)、curr
(当前子链表的开始节点)和end
(当前子链表的末尾节点)。开始时,prev
指向哑节点,curr
指向头节点。
- 首先,我们需要一个哑节点(dummy node)来简化头节点的处理。哑节点是一个不存储实际数据的节点,它的
- 循环处理阶段:
- 在每次循环中,我们首先使用
getKthNode
函数找到当前子链表的末尾节点end
。如果end
是null
,说明剩下的节点数不足k
个,我们不需要再翻转,直接结束循环。 - 如果
end
不是null
,说明当前子链表至少有k
个节点,可以进行翻转。在翻转之前,我们需要保存下一个子链表的开始节点,即end.next
,因为翻转后我们会丢失对它的引用。 - 使用
reverse
函数翻转当前子链表。翻转后,curr
(原来的开始节点)会变为翻转后的末尾节点,并且它的next
指针会指向下一个子链表的开始节点。 - 更新
prev
和curr
的位置。prev
指向curr
(翻转后的末尾节点),curr
指向下一个子链表的开始节点(即之前保存的end.next
)。
- 在每次循环中,我们首先使用
- 结束阶段:
- 当循环结束后,我们得到了一个每
k
个节点一组翻转后的链表。这个链表的头节点是哑节点的next
指针所指向的节点。 - 返回哑节点的
next
指针作为结果。
- 当循环结束后,我们得到了一个每
Java代码示例:
public class ListNode {
int val;
ListNode next;
ListNode(int x) { val = x; }
}
public class Solution {
public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
if (head == null || k <= 1) {
return head;
}
// 创建一个哑节点(dummy node),简化头节点处理
ListNode dummy = new ListNode(0);
dummy.next = head;
ListNode prev = dummy; // 前一个子链表的末尾节点
ListNode curr = head; // 当前子链表的开始节点
while (curr != null) {
// 计算当前子链表的末尾节点
ListNode end = getKthNode(curr, k);
if (end == null) {
// 不足k个节点,无需翻转,直接退出循环
break;
}
// 翻转当前子链表
ListNode nextGroup = end.next; // 下一个子链表的开始节点
end.next = null; // 切断当前子链表与后续链表的连接
prev.next = reverse(curr); // 翻转后的子链表连接到前一个子链表的末尾
curr.next = nextGroup; // 翻转后的子链表的末尾节点指向下一个子链表的开始节点
// 更新指针
prev = curr; // 前一个子链表的末尾节点移动到当前翻转后的子链表的末尾
curr = nextGroup; // 当前子链表的开始节点移动到下一个子链表的开始节点
}
return dummy.next; // 返回修改后的链表头节点
}
// 翻转链表
private ListNode reverse(ListNode head) {
ListNode prev = null;
ListNode curr = head;
while (curr != null) {
ListNode next = curr.next;
curr.next = prev;
prev = curr;
curr = next;
}
return prev; // 返回翻转后的头节点
}
// 获取第k个节点
private ListNode getKthNode(ListNode head, int k) {
ListNode curr = head;
for (int i = 0; i < k && curr != null; i++) {
curr = curr.next;
}
return curr;
}
}
Python代码示例:
class ListNode:
def __init__(self, val=0, next=None):
self.val = val
self.next = next
class Solution:
def reverseKGroup(self, head: ListNode, k: int) -> ListNode:
if not head or k <= 1:
return head
# 创建一个哑节点(dummy node),简化头节点处理
dummy = ListNode(0)
dummy.next = head
prev = dummy # 前一个子链表的末尾节点
curr = head # 当前子链表的开始节点
while curr:
# 计算当前子链表的末尾节点
end = self.getKthNode(curr, k)
if not end:
# 不足k个节点,无需翻转,直接退出循环
break
# 翻转当前子链表
next_group = end.next # 下一个子链表的开始节点
end.next = None # 切断当前子链表与后续链表的连接
prev.next = self.reverse(curr) # 翻转后的子链表连接到前一个子链表的末尾
curr.next = next_group # 翻转后的子链表的末尾节点指向下一个子链表的开始节点
# 更新指针
prev = curr # 前一个子链表的末尾节点移动到当前翻转后的子链表的末尾
curr = next_group # 当前子链表的开始节点移动到下一个子链表的开始节点
return dummy.next # 返回修改后的链表头节点
# 翻转链表
def reverse(self, head: ListNode) -> ListNode:
prev = None
curr = head
while curr:
next_node = curr.next
curr.next = prev
prev = curr
curr = next_node
return prev # 返回翻转后的头节点
# 获取第k个节点
def getKthNode(self, head: ListNode, k: int) -> ListNode:
curr = head
for _ in range(k):
if curr:
curr = curr.next
else:
return None
return curr