❓143. 重排链表

难度：中等

给定一个单链表 L 的头节点 head ，单链表 L 表示为：

$L_0$ → $L_1$ → … → $L_{n-1}$ → $L_n$

请将其重新排列后变为：

$L_0$ → $L_n$ → $L_1$ → $L_{n-1}$ → $L_2$ → $L_{n-2}$ → …

不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际的进行节点交换。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4]
输出：[1,4,2,3]

示例 2：

输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[1,5,2,4,3]

提示：

• 链表的长度范围为 $[1,5\ast 10^4]$
• $1<=node.val<=1000$

💡思路：寻找链表中点 + 链表逆序 + 合并链表

1. 使用 快慢指针 寻找链表中点，将链表分割成两个链表；
2. 然后把第二个链表利用 头插法 反转；
3. 之后在通过两个链表拼接成新的链表，将第二个链表插到第一个链表。

🍁代码：(Java、C++)

Java

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public void reorderList(ListNode head) {
        ListNode slow = head, fast = head.next;
        while(fast != null && fast.next != null){//找到中间节点
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        fast = slow.next;//后半部分的第一个
        if(fast == null) return;
        slow.next = null;//截断为两部分

        //将后半部分头插法进行重排序
        ListNode h = fast;
        fast = h.next;
        h.next = null;
        while(fast != null){
            slow = fast;
            fast = fast.next;
            slow.next = h;
            h = slow;
        }
        
        //前后两部分合并
        slow = head;//指向前半部分
        fast = h;//指向后半部分
        while(fast != null){//将后半部分插入到前半部分
            fast = fast.next;
            h.next = slow.next;
            slow.next = h;
            slow = h.next;
            h = fast;
        }
    }
}

C++

/**
 * 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) {
        ListNode* slow = head;
        ListNode* fast = head->next;
        while(fast != nullptr && fast->next != nullptr){
            slow = slow->next;
            fast = fast->next->next;
        }
        fast = slow->next;//后半部分的第一个
        if(fast == nullptr) return;
        slow->next = nullptr;//截断为两部分
        
        //将后半部分头插法进行重排序
        ListNode* h = fast;
        fast = h->next;
        h->next = nullptr;
        while(fast != nullptr){
            slow = fast;
            fast = fast->next;
            slow->next = h;
            h = slow;
        }
        
        //前后两部分合并
        slow = head;
        fast = h;
        while(fast != nullptr){
            fast = fast->next;
            h->next = slow->next;
            slow->next = h;
            slow = h->next;
            h = fast;
        }
    }
};

🚀 运行结果：

🕔 复杂度分析：

• 时间复杂度：$O(n)$，其中 n 是链表中的节点数。
• 空间复杂度：$O(1)$。

题目来源：力扣。

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