25. K 个一组翻转链表

一、题目

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，它的值小于或等于链表的长度。

如果节点总数不是 k 的整数倍，那么请将最后剩余的节点保持原有顺序。

示例 :

给定这个链表：1->2->3->4->5

当 k = 2 时，应当返回: 2->1->4->3->5

当 k = 3 时，应当返回: 3->2->1->4->5

二、解答

2.1方法一：k个一组翻转

步骤分解:

• 链表分区为已翻转部分+待翻转部分+未翻转部分
• 每次翻转前，要确定翻转链表的范围，这个必须通过 k 此循环来确定
• 需记录翻转链表前驱和后继，方便翻转完成后把已翻转部分和未翻转部分连接起来
• 初始需要两个变量 pre 和 end，pre 代表待翻转链表的前驱，end 代表待翻转链表的末尾
• 经过k此循环，end 到达末尾，记录待翻转链表的后继 next = end.next
• 翻转链表，然后将三部分链表连接起来，然后重置 pre 和 end 指针，然后进入下一次循环
• 特殊情况，当翻转部分长度不足 k 时，在定位 end 完成后，end==null，已经到达末尾，说明题目已完成，直接返回即可
• 时间复杂度为 O(n*K) 最好的情况为 O(n) 最差的情况未 O(n^2)
• 空间复杂度为 O(1)除了几个必须的节点指针外，我们并没有占用其他空间

2.1.1 代码版本一

public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
    ListNode node = new ListNode(0);
    node.next = head;

    ListNode pre = node;
    ListNode end = node;

    while (end.next != null) {
        for (int i = 0; i < k && end != null; i++) end = end.next;
        if (end == null) break;
        ListNode start = pre.next;
        ListNode next = end.next;
        end.next = null;
        pre.next = reverse(start);
        start.next = next;
        pre = start;

        end = pre;
    }
    return node.next;
}

private ListNode reverse(ListNode head) {
    ListNode pre = null;
    ListNode cur = head;
    while (cur != null) {
        ListNode next = cur.next;
        cur.next = pre;
        pre = cur;
        cur = next;
    }
    return pre;
}

2.1.2 代码版本二

public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
        int len = 0;
        ListNode temp = head;
        //获取链表长度
        while (temp != null){
            len++ ;
            temp = temp.next;
        }
        //需要反转的组数
        int cnt = len / k;

        if(cnt <= 0 || k == 1){
            return head;
        }

        ListNode node = new ListNode(0);
        //当前节点head的前节点
        ListNode pre = node;
        //当前节点head的后节点
        ListNode next = null;
        //当前组反转后的尾节点
        ListNode tail = null;
        int i = 1;
        while (head != null && cnt > 0){
            if (i <= k){
                next = head.next;
                head.next = pre.next;
                pre.next = head;

                //当前组反转后的尾节点即反转前的首节点
                if (i == 1){
                    tail = head;
                }

                //当前组反转完成，pre指向尾节点
                if (i == k){
                    pre = tail;

                    i = 0;
                    cnt--;
                }

                head = next;
            }
            i++;
        }

        //存在未反转的节点
        if (next != null){
            pre.next = head;
        }

        return  node.next;
    }

2.2方法二：栈+递归

public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
        if (head == null){
            return null;
        }
        if (k==0||k==1){
            return head;
        }
        Stack<ListNode> stack = new Stack<ListNode>();
        boolean flag = false;
        for (int i=0; i<k; i++){
            if (head!=null){
                stack.push(head);
                head = head.next;
            }else {
                flag = true;
                break;
            }
        }

        if (flag){
            while (stack.size()!=1){
                stack.pop();
            }
            return stack.pop();
        }
        else {
            ListNode temp = stack.pop();
            ListNode newHead = temp;
            while (stack.size()!=0){
                temp.next = stack.pop();
                temp = temp.next;
            }
            temp.next = reverseKGroup(head==null?null:head,k);
            return newHead;
        }
    }

2.3方法三：递归

public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
        int l = k;
        if (head == null) {
            return null;
        }
        ListNode tail = head;
        // 遍历到第k个节点
        while (l > 1) {
            tail = tail.next;
            l--;
            // 如果已经到达链表末尾，说明不够k个节点，此时不翻转，直接返回
            if (tail == null) {
                return head;
            }
        }
        ListNode nextKHead = tail.next;
        // 对此K个节点翻转
        reverse(head, tail);
        // 翻转后原来头结点变成尾节点，连接下一组
        head.next = reverseKGroup(nextKHead, k);
        return tail;
    }

    /**
     * 对一段链表进行翻转
     * @param start 头结点
     * @param end 尾节点
     * @return
     */
    public ListNode reverse(ListNode start, ListNode end) {
        ListNode dummy = new ListNode(0);
        dummy.next = start;
        ListNode pre = dummy, cur = start;
        while (cur != end) {
            ListNode next = cur.next;
            cur.next = pre;
            pre = cur;
            cur = next;
        }
        cur.next = pre;
        return end;
    }