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143. 重排链表

题目描述：

解法

模拟

1. 找到链表的中间节点
   1. 快慢双指针
2. 把后面的部分逆序
   1. 双指针，三指针，头插法
3. 合并两个链表
   1. 合并两个有序链表（双指针）

C++ 算法代码：

/**
 * 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:
    void reorderList(ListNode* head) 
    {
        // 处理边界情况
        // 如果链表为空、只有一个节点或只有两个节点，无需重排
        if(head == nullptr || head->next == nullptr || head->next->next == nullptr) return;

        // 1. 找到链表的中间节点 - 使用快慢双指针法
        // slow最终会指向中间节点，对于奇数长度链表指向正中间，对于偶数长度链表指向中间靠左的节点
        ListNode* slow = head, *fast = head;
        while(fast && fast->next)
        {
            slow = slow->next;
            fast = fast->next->next;
        }

        // 2. 将链表的后半部分逆序 - 使用头插法
        ListNode* head2 = new ListNode(0); // 创建虚拟头节点用于后半部分逆序
        ListNode* cur = slow->next;
        slow->next = nullptr; // 断开链表，前半部分以slow为尾节点

        // 遍历后半部分并进行逆序
        while(cur)
        {
            ListNode* next = cur->next; // 保存下一个节点
            cur->next = head2->next;    // 当前节点指向头节点的下一个
            head2->next = cur;          // 头节点指向当前节点，实现头插
            cur = next;                 // 移动到下一个节点
        }

        // 3. 合并两个链表 - 一个节点来自第一个链表，一个节点来自第二个链表
        ListNode* ret = new ListNode(0); // 创建虚拟头节点用于合并结果
        ListNode* prev = ret;
        ListNode* cur1 = head;           // 前半部分链表的头节点
        ListNode* cur2 = head2->next;    // 后半部分逆序后的头节点

        // 交替合并两个链表
        while(cur1)
        {
            // 先放入前半部分的节点
            prev->next = cur1;
            cur1 = cur1->next;
            prev = prev->next;

            // 再放入后半部分的节点（如果有）
            if(cur2)
            {
                prev->next = cur2;
                prev = prev->next;
                cur2 = cur2->next;
            }
        }

        // 释放临时创建的虚拟头节点
        delete head2;
        delete ret;
    }
};