C++如何實現每k個一組翻轉鏈表

這篇文章主要介紹了C++如何實現每k個一組翻轉鏈表的相關知識，內容詳細易懂，操作簡單快捷，具有一定借鑒價值，相信大家閱讀完這篇C++如何實現每k個一組翻轉鏈表文章都會有所收獲，下面我們一起來看看吧。

每k個一組翻轉鏈表

Given a linked list, reverse the nodes of a linked list k at a time and return its modified list.

k is a positive integer and is less than or equal to the length of the linked list. If the number of nodes is not a multiple of k then left-out nodes in the end should remain as it is.

Example:

Given this linked list: 1->2->3->4->5

For k = 2, you should return: 2->1->4->3->5

For k = 3, you should return: 3->2->1->4->5

Note:

• Only constant extra memory is allowed.

• You may not alter the values in the list"s nodes, only nodes itself may be changed.

這道題讓我們以每k個為一組來翻轉鏈表，實際上是把原鏈表分成若干小段，然后分別對其進行翻轉，那么肯定總共需要兩個函數，一個是用來分段的，一個是用來翻轉的，以題目中給的例子來看，對于給定鏈表 1->2->3->4->5，一般在處理鏈表問題時，大多時候都會在開頭再加一個 dummy node，因為翻轉鏈表時頭結點可能會變化，為了記錄當前最新的頭結點的位置而引入的 dummy node，加入 dummy node 后的鏈表變為 -1->1->2->3->4->5，如果k為3的話，目標是將 1,2,3 翻轉一下，那么需要一些指針，pre 和 next 分別指向要翻轉的鏈表的前后的位置，然后翻轉后 pre 的位置更新到如下新的位置：

-1->1->2->3->4->5
|        |  |
pre      cur next

-1->3->2->1->4->5
|     |  |
cur   pre next

以此類推，只要 cur 走過k個節點，那么 next 就是 cur->next，就可以調用翻轉函數來進行局部翻轉了，注意翻轉之后新的 cur 和 pre 的位置都不同了，那么翻轉之后，cur 應該更新為 pre->next，而如果不需要翻轉的話，cur 更新為 cur->next，代碼如下所示：

解法一：

class Solution {
public:
    ListNode* reverseKGroup(ListNode* head, int k) {
        if (!head || k == 1) return head;
        ListNode *dummy = new ListNode(-1), *pre = dummy, *cur = head;
        dummy->next = head;
        for (int i = 1; cur; ++i) {
            if (i % k == 0) {
                pre = reverseOneGroup(pre, cur->next);
                cur = pre->next;
            } else {
                cur = cur->next;
            }
        }
        return dummy->next;
    }
    ListNode* reverseOneGroup(ListNode* pre, ListNode* next) {
        ListNode *last = pre->next, *cur = last->next;
        while(cur != next) {
            last->next = cur->next;
            cur->next = pre->next;
            pre->next = cur;
            cur = last->next;
        }
        return last;
    }
};

我們也可以在一個函數中完成，首先遍歷整個鏈表，統計出鏈表的長度，然后如果長度大于等于k，交換節點，當 k=2 時，每段只需要交換一次，當 k=3 時，每段需要交換2此，所以i從1開始循環，注意交換一段后更新 pre 指針，然后 num 自減k，直到 num<k 時循環結束，參見代碼如下：

解法二：

class Solution {
public:
    ListNode* reverseKGroup(ListNode* head, int k) {
        ListNode *dummy = new ListNode(-1), *pre = dummy, *cur = pre;
        dummy->next = head;
        int num = 0;
        while (cur = cur->next) ++num;
        while (num >= k) {
            cur = pre->next;
            for (int i = 1; i < k; ++i) {
                ListNode *t = cur->next;
                cur->next = t->next;
                t->next = pre->next;
                pre->next = t;
            }
            pre = cur;
            num -= k;
        }
        return dummy->next;
    }
};

我們也可以使用遞歸來做，用 head 記錄每段的開始位置，cur 記錄結束位置的下一個節點，然后調用 reverse 函數來將這段翻轉，然后得到一個 new_head，原來的 head 就變成了末尾，這時候后面接上遞歸調用下一段得到的新節點，返回 new_head 即可，參見代碼如下：

解法三：

class Solution {
public:
    ListNode* reverseKGroup(ListNode* head, int k) {
        ListNode *cur = head;
        for (int i = 0; i < k; ++i) {
            if (!cur) return head;
            cur = cur->next;
        }
        ListNode *new_head = reverse(head, cur);
        head->next = reverseKGroup(cur, k);
        return new_head;
    }
    ListNode* reverse(ListNode* head, ListNode* tail) {
        ListNode *pre = tail;
        while (head != tail) {
            ListNode *t = head->next;
            head->next = pre;
            pre = head;
            head = t;
        }
        return pre;
    }
};

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