leetcode之hot100---24两两交换链表中的节点（C++）

axxy20002024-12-26 2:09

思路一：迭代

首先引入虚拟头节点以简化链表操作，

然后使用指针逐步遍历链表，判断当前节点后是否存在可交换的相邻节点。

若存在，则通过调整节点之间的链接顺序，将相邻节点的位置互换，同时保持链表的整体结构。交换完成后，指针移动到下一对节点，重复上述过程，不断更新需要交换的键对中第一个节点的位置，直至链表遍历结束。最终返回更新后的链表头节点。

cpp 复制代码

/**
 * 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:
    ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
        //使用双指针遍历相邻节点，进行反转
        //如果链表为空或链表中只有头节点一个元素，那么直接返回头节点
        if(head == nullptr || head->next == nullptr){
            return head;
        }
        //虚拟化一个哨兵节点，用于返回链表的头节点
        ListNode* sentry = new ListNode(-1, head);
        //初始化前驱节点和第一个需要交换的值对中的第一个节点
        ListNode* pre = sentry;
        ListNode* p1 = head;
        //相邻节点反转
        while(p1 && p1->next){
            ListNode* p2 = p1->next;//需要交换的第二个节点
            ListNode* nxt = p2->next;//下一个需要交换值对的起始节点
            //交换两个值对
            p1->next = p2->next;
            p2->next = p1;
            pre->next = p2;
            //更新前驱节点和需要交换的第一个节点的位置
            pre = p1;
            p1 = nxt;
        }
        ListNode* ans = sentry->next;
        delete sentry;
        return ans;
    }
};

交换键值对的图解：

0：初始值

1：p1->next = nxt;

2：p2->next = p1;

3：pre->next = p2;

4：pre = p1;

p1 = nxt;

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(1)

思路二：递归

遍历链表，找到需要进行交换的键对，不断调用函数将其进行交换，最终返回头节点

cpp 复制代码

class Solution {
public:
    ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
        if (head == nullptr || head->next == nullptr) {
            return head;
        }
        ListNode* newHead = head->next;
        head->next = swapPairs(newHead->next);
        newHead->next = head;
        return newHead;
    }
};

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(n)