美文网首页面试精选
如何k个一组反转链表

如何k个一组反转链表

作者: labuladong | 来源:发表于2020-11-16 15:13 被阅读0次

读完本文,你可以去力扣拿下如下题目:

25.K个一组翻转链表

-----------

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:

image

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),即以 2 个节点为一组反转链表:

image

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

image

我们可以直接递归调用 reverseKGroup(cur, 2),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 开头的 k 个元素

image

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

image

3、将上述两个过程的结果连接起来

image

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 个,就保持不变。这就是 base case,待会会在代码里体现。

二、代码实现

首先,我们要实现一个 reverse 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?

// 反转以 a 为头结点的链表
ListNode reverse(ListNode a) {
    ListNode pre, cur, nxt;
    pre = null; cur = a; nxt = a;
    while (cur != null) {
        nxt = cur.next;
        // 逐个结点反转
        cur.next = pre;
        // 更新指针位置
        pre = cur;
        cur = nxt;
    }
    // 返回反转后的头结点
    return pre;
}
image

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

只要更改函数签名,并把上面的代码中 null 改成 b 即可:

/** 反转区间 [a, b) 的元素,注意是左闭右开 */
ListNode reverse(ListNode a, ListNode b) {
    ListNode pre, cur, nxt;
    pre = null; cur = a; nxt = a;
    // while 终止的条件改一下就行了
    while (cur != b) {
        nxt = cur.next;
        cur.next = pre;
        pre = cur;
        cur = nxt;
    }
    // 返回反转后的头结点
    return pre;
}

PS:我认真写了 100 多篇原创,手把手刷 200 道力扣题目,全部发布在 labuladong的算法小抄,持续更新。建议收藏,按照我的文章顺序刷题,掌握各种算法套路后投再入题海就如鱼得水了。

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 函数即可:

ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
    if (head == null) return null;
    // 区间 [a, b) 包含 k 个待反转元素
    ListNode a, b;
    a = b = head;
    for (int i = 0; i < k; i++) {
        // 不足 k 个,不需要反转,base case
        if (b == null) return head;
        b = b.next;
    }
    // 反转前 k 个元素
    ListNode newHead = reverse(a, b);
    // 递归反转后续链表并连接起来
    a.next = reverseKGroup(b, k);
    return newHead;
}

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

image

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:

image

三、最后说两句

从阅读量上看,基本数据结构相关的算法文章看的人都不多,我想说这是要吃亏的。

大家喜欢看动态规划相关的问题,可能因为面试很常见,但就我个人理解,很多算法思想都是源于数据结构的。我们公众号的成名之作之一,「学习数据结构的框架思维」就提过,什么动规、回溯、分治算法,其实都是树的遍历,树这种结构它不就是个多叉链表吗?你能处理基本数据结构的问题,解决一般的算法问题应该也不会太费事。

那么如何分解问题、发现递归性质呢?这个只能多练习,也许后续可以专门写一篇文章来探讨一下,本文就到此为止吧,希望对大家有帮助!

_____________

我的 在线电子书 有 100 篇原创文章,手把手带刷 200 道力扣题目,建议收藏!对应的 GitHub 算法仓库 已经获得了 70k star,欢迎标星!

相关文章

  • Algorithm小白入门 -- 单链表

    单链表递归反转链表k个一组反转链表回文链表 1. 递归反转链表 单链表节点的结构如下: 1.1 递归反转整个单链表...

  • 03-28:链表节点每K个反转

    链表节点每K个反转 关键思路: (1)每K个节点,反转K-1次 (2)反转一组后,继续从头再进行反转,重新定位链表...

  • 07-06:链表review1

    链表的常见问题 1、链表反转 1)链表反转 2)每k个一组节点反转 https://leetcode-cn.com...

  • 25. K 个一组翻转链表

    K个一组反转链表 翻转链表给你一个链表,每 k 个节点一组进行翻转,请你返回翻转后的链表。 k 是一个正整数,它...

  • 前端常见算法题(链表篇)

    一、反转问题 2021.02.11 No.25 K个一组翻转链表 给你一个链表,每 k 个节点一组进行翻转,请你返...

  • 25. Reverse Nodes in k-Group

    给定一个链表,每 k 个节点进行一组反转,返回翻转后的链表。k 是一个正整数,值小于或等于链表的长度。如果节点总数...

  • 如何k个一组反转链表

    读完本文,你可以去力扣拿下如下题目: 25.K个一组翻转链表[https://leetcode-cn.com/pr...

  • 链表

    一、目录 206.反转链表 24.两两交换链表中的节点 25.K 个一组翻转链表(hard) 234.回文链表 1...

  • 25. Reverse Nodes in k-Group

    题意:就是k个一组反转链表,主要考虑你指针的应用不要懵圈; 思路:我们只要会了反转两个节点,你就会反转n个节点;这...

  • 2018-08-15 LeetCode旋转链表反转链表

    反转链表原型 给定一个链表,旋转链表,将链表每个节点向右移动 k 个位置,其中 k 是非负数。遍历链表统计链表长度...

网友评论

    本文标题:如何k个一组反转链表

    本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/lrfzbktx.html