【链表】链表内指定区间反转

news2024/12/29 9:11:10

BM2链表内指定区间反转

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→NULL, m=2,n=4m=2,n=4,
返回1→4→3→2→5→NULL.

数据范围：链表长度 0 < size \le 10000<size≤1000，0 < m \le n \le size0<m≤n≤size，链表中每个节点的值满足 |val| \le 1000∣val∣≤1000
要求：时间复杂度 O(n)，空间复杂度 O(n)
进阶：时间复杂度 O(n)，空间复杂度 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}

双指针（两次遍历）

思路步骤：

要反转局部链表，可以将该局部部分当作完整链表进行反转
再将已经反转好的局部链表与其他节点建立连接，重构链表
建议使用虚拟头节点的技巧，可以避免对头节点复杂的分类考虑，简化操作。

在这里插入图片描述

/**
 * struct ListNode {
 *	int val;
 *	struct ListNode *next;
 * };
 */

class Solution {
public:
    /**
     * 
     * @param head ListNode类 
     * @param m int整型 
     * @param n int整型 
     * @return ListNode类
     */
    ListNode* reverseBetween(ListNode* head, int m, int n) {
        ListNode *dummyNode = new ListNode(0);
        dummyNode->next = head;
        ListNode* pre = dummyNode;
        //1.走left-1步到left的前一个节点
        for(int i = 0; i < m - 1; i++){
            pre = pre->next;
        }
        //2.走right-left+1步到right节点
        ListNode* right = pre;
        for(int i = 0; i < n - m + 1; i++){
            right = right->next;
        }
        //3.截取出一个子链表
        ListNode* left = pre->next;
        ListNode* cur = right->next;
        //4.切断链接
        pre->next = nullptr;
        right->next = nullptr;
        //5.反转局部链表
        reverse(left);
        //6.接回原来的链表
        pre->next = right;
        left->next = cur;
        return dummyNode->next;
    }
    //反转局部链表
    void reverse(ListNode* head){
        ListNode* pre = nullptr;
        ListNode* cur = head;
        while(cur){
            ListNode* tmp = cur->next;
            cur->next = pre;
            pre = cur;
            cur = tmp;
        }
    }
};

复杂度分析：时间复杂度：O(N) 其中 N是链表总节点数。最坏情况下，需要遍历整个链表
空间复杂度O(1) 仅使用到常数个变量

头插迭代法

具体做法：

step 1：我们可以在链表前加一个表头，后续返回时去掉就好了，因为如果要从链表头的位置开始反转，在多了一个表头的情况下就能保证第一个节点永远不会反转，不会到后面去。
step 2：使用两个指针，一个指向当前节点，一个指向前序节点。
step 3：依次遍历链表，到第m个的位置。
step 4：对于从m到n这些个位置的节点，依次断掉指向后续的指针，反转指针方向。
step 5：返回时去掉我们添加的表头。

/**
 * struct ListNode {
 *	int val;
 *	struct ListNode *next;
 * };
 */

class Solution {
public:
    /**
     * 
     * @param head ListNode类 
     * @param m int整型 
     * @param n int整型 
     * @return ListNode类
     */
    ListNode* reverseBetween(ListNode* head, int m, int n) {
        ListNode* dummyNode = new ListNode(0);
        dummyNode->next = head;
        ListNode* pre = dummyNode;
        ListNode* cur = head;
        for(int i = 1; i < m; i++){
            pre = cur;
            cur = cur->next;
        }
        for(int i = m; i < n; i++){
            ListNode* tmp = cur->next;
            cur->next = tmp->next;
            tmp->next = pre->next;
            pre->next = tmp;
        }
        return dummyNode->next;
    }
};