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24. 两两交换链表中的节点

https://leetcode-cn.com/problems/swap-nodes-in-pairs/

• 24. 两两交换链表中的节点
  • 题目描述
  • 方法 1: 循环
    • 图解
    • 复杂度分析
    • 代码
  • 方法 2: 递归
    • 思路
    • 复杂度分析
    • 代码

题目描述

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。


示例 1：


输入：head = [1,2,3,4]
输出：[2,1,4,3]
示例 2：

输入：head = []
输出：[]
示例 3：

输入：head = [1]
输出：[1]
 

提示：

链表中节点的数目在范围 [0, 100] 内
0 <= Node.val <= 100

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/swap-nodes-in-pairs
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方法 1: 循环

图解

• 要注意指针改变的顺序，不然可能会丢失节点。
• 用一个 dummy 节点来简化操作，不用额外考虑链表头部的情况。

复杂度分析

• 时间复杂度：$O(N)$, N 为链表长度。
• 空间复杂度：$O(1)$。

代码

JavaScript Code

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * function ListNode(val, next) {
 *     this.val = (val===undefined ? 0 : val)
 *     this.next = (next===undefined ? null : next)
 * }
 */
/**
 * @param {ListNode} head
 * @return {ListNode}
 */
var swapPairs = function (head) {
    const dummy = new ListNode(null, head);
    let prev = dummy;
    let cur = prev.next;

    while (cur && cur.next) {
        // 按照上图，指针更换顺序是这样子的
        // prev.next = cur.next
        // cur.next = prev.next.next
        // prev.next.next = cur

        // 也可以先用一个指针把下一个节点存起来
        const next = cur.next;
        cur.next = next.next;
        next.next = cur;
        prev.next = next;

        prev = cur;
        cur = cur.next;
    }
    return dummy.next;
};

方法 2: 递归

思路

“将相邻的链表节点两两交换”，我们可以把链表两两分成若干组，在组内互换节点后再组合起来。

先解决小问题，再把小问题的解组合起来，解决大问题。

小问题

只要关注当前递归要解决的问题就行，前后都可以当成是黑匣子。在当前递归中，我们只需要将两个节点互换。

小问题之间的关系

• 下一个递归应该返回互换后的第一个节点
• 当前递归应该返回互换后的第一个节点给上一个递归

递归出口

• 链表尾部 head === null
• 链表最后只剩下一个元素 head.next === null

复杂度分析

• 时间复杂度：$O(N)$, N 为链表长度。
• 空间复杂度：$O(N)$, N 为链表长度，递归栈的空间。

代码

JavaScript Code

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * function ListNode(val, next) {
 *     this.val = (val===undefined ? 0 : val)
 *     this.next = (next===undefined ? null : next)
 * }
 */
/**
 * @param {ListNode} head
 * @return {ListNode}
 */
var swapPairs = function (head) {
    // 递归出口
    if (!head || !head.next) return head;

    // 先保存下一个节点，避免丢失
    const next = head.next;

    // 下一个递归会返回互换后的第一个节点
    // head 是当前组互换后的第二个节点，head.next 指向下一组就好
    head.next = swapPairs(next.next);

    // 将当前组的两个节点互换
    next.next = head;

    // 返回互换后的第一个节点
    return next;
};