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20230903	初版

24. 两两交换链表中的节点

力扣题目链接
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给定一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后的链表。

你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。

思路

这道题目正常模拟就可以了。

建议使用虚拟头结点，这样会方便很多，要不然每次针对头结点（没有前一个指针指向头结点），还要单独处理。

对虚拟头结点的操作，还不熟悉的话，可以看这篇代码随想录—力扣算法题：203移除链表元素.Java版（示例代码与导图详解）。

接下来就是交换相邻两个元素了，此时一定要画图，不画图，操作多个指针很容易乱，而且要操作的先后顺序

初始时，cur指向虚拟头结点，然后进行如下三步：

操作之后，链表如下：

看这个可能就更直观一些了：

对应代码：

/**
 * swapPairs - 链表两两交换
 * head - 链表的头结点
 * return - 交换后的链表头结点
 */
class Solution {
    public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        ListNode dumyhead = new ListNode(-1); // 设置一个虚拟头结点
        dumyhead.next = head; // 将虚拟头结点指向head，这样方便后面做删除操作
        ListNode cur = dumyhead;
        ListNode temp; // 临时节点，保存两个节点后面的节点
        ListNode firstnode; // 临时节点，保存两个节点之中的第一个节点
        ListNode secondnode; // 临时节点，保存两个节点之中的第二个节点
        
        // 当前节点和下一个节点都存在时进行交换
        while (cur.next != null && cur.next.next != null) {
            temp = cur.next.next.next; // 保存当前节点后面的节点
            firstnode = cur.next; // 保存当前节点
            secondnode = cur.next.next; // 保存下一个节点
            
            cur.next = secondnode;       // 步骤一: 将当前节点指向下一个节点
            secondnode.next = firstnode; // 步骤二: 将下一个节点指向当前节点
            firstnode.next = temp;      // 步骤三: 将当前节点指向原来的后续节点
            
            cur = firstnode; // cur移动到当前已经交换完的节点，准备进行下一轮交换
        }
        
        return dumyhead.next;  
    }
}

递归方法

解释：

首先，判断链表的为空或者只有一个节点，如果满足条件，则无需交换，直接返回头结点。
否则，我们需要交换两个相邻节点。这里我们可以使用递归的方法，先把第一个节点的下一个节点保存为nextNode。
然后，我们对剩余部分进行递归调用swapPairs(nextNode.next)，得到交换后的链表头结点。
接着，我们将原来的第二个节点的next指针指向原来的第一个节点（即使交换之后的链表的头结点）。
最后，我们将交换后的第二个节点返回作为新链表的头结点。

通过递归的方式，反复调用swapPairs方法，直到链表的最后一个节点或只剩一个节点时终止递归。最终返回交换后的链表头结点。

请注意，以上代码是基于对问题的理解和分析，但可能不是完整的、可执行的代码。你可以结合实际需求进行代码的调整和完善。

参考代码：

// 递归版本
class Solution {
    /**
     * swapPairs - 链表两两交换节点（递归版本）
     * head - 链表的头结点
     * return - 交换后的链表头结点
     */
    public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        // base case 退出提交
        // 如果链表为空或只有一个节点，直接返回头结点
        if(head == null || head.next == null) return head;
        
        // 获取当前节点的下一个节点
        ListNode next = head.next;
        
        // 进行递归
        // 递归调用swapPairs方法，传入next.next作为新的头结点
        ListNode newNode = swapPairs(next.next);
        
        // 这里进行交换
        // 将next节点的next指针指向head，实现两节点交换
        next.next = head;
        // 将head节点的next指针指向递归得到的新头结点newNode
        head.next = newNode;

        // 返回交换后的头结点（原来的第二个节点）
        return next;
    }
}