25. K 个一组翻转链表【 力扣(LeetCode) 】

一、题目描述

给你链表的头节点 head ，每 k 个节点一组进行翻转，请你返回修改后的链表。

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。

你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际进行节点交换。

进阶：你可以设计一个只用 O(1) 额外内存空间的算法解决此问题吗？

二、测试用例

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4,5], k = 2
输出：[2,1,4,3,5]

示例 2：

输入：head = [1,2,3,4,5], k = 3
输出：[3,2,1,4,5]

提示：

链表中的节点数目为 n
1 <= k <= n <= 5000
0 <= Node.val <= 1000

三、解题思路

1. 基本思路：
     如果有做过 92. 反转链表 II【 力扣(LeetCode) 】 这一题的话，其实这题就比较简单了。就是反转多个区间内的结点。
2. 具体思路：
   • 定义和实现反转 k 个结点的函数 reverse
     • 参数： pre 表示要反转的第 1 个结点的前一个结点；k 表示反转的个数
     • 实现：头插法，遍历要反转的结点，使用头插法依次插入到 pre 中 。【记得特殊处理最后一个结点，要保证链表的连通】
   • 为链表插入一个头结点，方便后续处理；
   • 遍历链表
     • i==0 表示头节点，跳过；
     • i%k==0 表示遍历到 k 的倍数的节点：
       • 首先将 start 的下一个节点赋值给 p ；【因为等等反转完节点，该节点才是当前遍历的位置。例如：abcd ，我们当前是遍历到了 c ，反转后变为 cbad ，c 就变成第一个了，根据链表的特性，下一个遍历的是 b ，而实际上我们下一个要遍历的应该是 d ，即 a 的下一个结点】
       • 调用 reverse 进行反转结点
       • start 置为当前节点。【当前节点是下一个反转区间的前结点】
   • 返回结果 ans 的下一个结点。【ans是头指针】

四、参考代码

时间复杂度：$\mathrm{O}(n)$
空间复杂度：$\mathrm{O}(1)$

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
    
    
public:
    void reverse(ListNode* pre, int k) {
    
    
        ListNode *p = pre->next, *l = pre->next, *t = nullptr;
        while (p != nullptr && k > 0) {
    
    
            t = p->next;
            p->next = pre->next;
            pre->next = p;
            p = t;
            k--;
        }
        l->next = t;
    }

    ListNode* reverseKGroup(ListNode* head, int k) {
    
    
        ListNode* ans = new ListNode();
        ans->next = head;
        int i = 0;

        for (ListNode *p = ans, *start = ans; p != nullptr; p = p->next, i++) {
    
    
            if (i == 0)
                continue;

            if (i % k == 0) {
    
    
                p = start->next;
                reverse(start, k);
                start = p;
            }
        }

        return ans->next;
    }
};