[labuladong算法小抄]如何k个一组反转链表

前端之家收集整理的这篇文章主要介绍了[labuladong算法小抄]如何k个一组反转链表前端之家小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

摘自labuladong算法小抄,使用go语言重新描述

之前的文章「递归反转链表的一部分」讲了如何递归地反转一部分链表,有读者就问如何迭代地反转链表,这篇文章解决的问题也需要反转链表的函数,我们不妨就用迭代方式来解决

本文要解决「K 个一组反转链表」,不难理解:

 

这个问题经常在面经中看到,而且 LeetCode 上难度是 Hard,它真的有那么难吗?

对于基本数据结构的算法问题其实都不难,只要结合特点一点点拆解分析,一般都没啥难点。下面我们就来拆解一下这个问题。

一、分析问题

首先,前文学习数据结构的框架思维提到过,链表是一种兼具递归和迭代性质的数据结构,认真思考一下可以发现这个问题具有递归性质。

什么叫递归性质?直接上图理解,比如说我们对这个链表调用 reverseKGroup(head,2)@H_301_25@,即以 2 个节点为一组反转链表:

 

 

 

 如果我设法把前 2 个节点反转,那么后面的那些节点怎么处理?后面的这些节点也是一条链表,而且规模(长度)比原来这条链表小,这就叫子问题@H_301_25@。

 

 

我们可以直接递归调用 reverseKGroup(cur,2)@H_301_25@,因为子问题和原问题的结构完全相同,这就是所谓的递归性质。

发现了递归性质,就可以得到大致的算法流程:

1、先反转以 head @H_301_25@开头的 k@H_301_25@ 个元素。

 

 

 

 2、将第 k + 1@H_301_25@ 个元素作为 head@H_301_25@ 递归调用 reverseKGroup @H_301_25@函数

 

 

 3、将上述两个过程的结果连接起来@H_301_25@。

 

 

 

整体思路就是这样了,最后一点值得注意的是,递归函数都有个 base case,对于这个问题是什么呢?

题目说了,如果最后的元素不足 k@H_301_25@ 个,就保持不变。这就是 base case@H_301_25@,待会会在代码里体现。

二、代码实现

首先,我们要实现一个 ReverseSingleList @H_301_25@函数反转一个区间之内的元素。在此之前我们再简化一下,给定链表头结点,如何反转整个链表?

  1. // 反转以 a 为头结点的链表
  2. func ReverseSingleList(a *ListNode) *ListNode {
  3. var (
  4. pre,cur,nxt *ListNode
  5. )
  6. pre = nil
  7. cur = a
  8. nxt = a
  9. for cur != nil {
  10. nxt = cur.next
  11. 逐个结点反转
  12. cur.next = pre
  13. 更新指针位置
  14. pre = cur
  15. cur = nxt
  16. }
  17. 返回反转后的头结点
  18. return pre
  19. }

 

 

 

这次使用迭代思路来实现的,借助动画理解应该很容易。

「反转以 a@H_301_25@ 为头结点的链表」其实就是「反转 a 到 null 之间的结点@H_301_25@」,那么如果让你「反转 a 到 b 之间的结点@H_301_25@」,你会不会?

只要更改函数签名,并把上面的代码中 null 改成 b @H_301_25@即可:

  1. /** 反转区间 [a,b) 的元素,注意是左闭右开 */
  2. func ReverseSingleList(a *ListNode,b *ListNode) *终止的条件改一下就行了
  3. b {
  4. nxt = pre
  5. }

现在我们迭代实现了反转部分链表的功能,接下来就按照之前的逻辑编写 reverseKGroup@H_301_25@ 函数即可:

  1. func ReverseKGroup(head *ListNode,k int) *if head == nil {
  2. nil
  3. }
  4. 区间 [a,b) 包含 k 个待反转元素
  5. (
  6. a,b *ListNode
  7. )
  8. b = head
  9. a = head
  10. for i := 0; i < k; i++ {
  11. 不足 k 个,不需要反转,base case
  12. if b == nil {
  13. head
  14. }
  15. b = b.next
  16. }
  17. 反转前 k 个元素
  18. newHead := ReverseSingleList(a,b)
  19. 递归反转后续链表并连接起来
  20. a.next = ReverseKGroup(b,k)
  21. newHead
  22. }

解释一下 for @H_301_25@循环之后的几句代码,注意 ReverseSingleList@H_301_25@函数是反转区间 [a,b)@H_301_25@,所以情形是这样的:

@H_683_301@

 

 

 递归部分就不展开了,整个函数递归完成之后就是这个结果,完全符合题意:

 

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