【算法专题--链表】两两交换链表中的节点 -- 高频面试题（图文详解，小白一看就懂！！！）

news2024/10/7 11:22:59

一、前言

二、题目描述

三、解题方法

⭐双指针 -- 采用哨兵位头节点

🥝 什么是哨兵位头节点？

🍍 解题思路

🍍 案例图解

四、总结与提炼

五、共勉

一、前言

两两交换链表中的节点 这道题，可以说是--链表专题--，最经典的一道题，也是在面试中频率最高的一道题目，通常在面试中，面试官可能会从多个方面考察这道题目，所以大家需要对这道题目非常熟悉哦！！
本片博客就来详细的讲讲解一下 两两交换链表中的节点 的实现方法，让我们的面试变的更加顺利！！！

二、题目描述

题目链接：24. 两两交换链表中的节点 - 力扣（LeetCode）

给你一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题（即，只能进行节点交换）。

三、解题方法

⭐双指针 -- 采用哨兵位头节点

🥝 什么是哨兵位头节点？

首先，先来了解一下什么是 哨兵位---头节点 ？

它是一个附加的链表结点，该结点作为 第一个节点，它的数据域不存储任何东西，只是为了操作的方便而引入的。
也就是说，如果一个链表有哨兵节点的话，那么链表表的第一个元素应该是链表的第二个节点。

哨兵位 --- 头节点的作用：

比如向链表中插入一个节点，对于没有哨兵位的单链表，当待插入的节点为链表的第一个节点，由于没有前驱，需要进行特殊处理，从而代码的复杂性增加。
如果有哨兵位头节点，则第一个节点的处理方式与其它节点相同，可以统一进行处理。

🍍 解题思路

我们设置一个哨兵头节点 pre_head，初始时指向 pre_head ->head ，然后设置两个指针 pre 和 cur，初始时 pre 指向 pre_head，而 cur 指向 head。

接下来，我们遍历链表，每次需要交换 pre 后面的两个节点，因此我们先判断 cur 和 cur.next 是否为空，若不为空，则进行交换，否则终止循环。

🍍 案例图解

链表：【1，2，3，4】

创建 哨兵位头节点 和 双指针，开始遍历整个链表

开始交换节点 1、2 ，先把 1 指向 3

再把 2 指向 1，进行交换

再把 -1 指向 2，进行交换

完成第一次交换，双指针，向前移动，准备进行下一次交换

重复，上述操作，进行节点3、4 交换

当 cur ==nullptr 时 循环结束 ，返回 pre_head->next

复杂度分析：

时间复杂度：O(n) 其中 n为链表长度。
空间复杂度：O(1) 仅用到若干额外变量。

代码：

class Solution {
public:
    ListNode* swapPairs(ListNode* head) 
    {
        // 创建一个哨兵位 头节点，并连接 原来的头节点
        ListNode* pre_head = new ListNode(-1,head);
        // 三指针 解法
        ListNode* pre = pre_head;
        ListNode* cur = head;

        //  cur != nullptr 表示偶数个节点  ， cur->next!=nullptr 表示奇数个节点
        while(cur!=nullptr && cur->next!=nullptr)
        {
            ListNode* nextnode = cur->next;

            // 开始翻转
            cur->next = nextnode->next;
            nextnode->next = cur;
            pre->next = nextnode;
            // 指针向后移动，准备下一次翻转
            pre = cur;
            cur = cur->next;
        }
        return pre_head->next;

    }
};