链表稳定分区:一次遍历,分成两段再拼接(Partition List)
题目描述
给定单链表头结点 head 和一个值 x,要求把所有 小于 x 的结点排在 其余结点 之前,并且 不能改变原来的相对顺序(也就是"稳定")。返回重新排列后的链表头结点。
这类题看似在"排序",但其实更像在做稳定分区:把元素按条件分到两个桶里,桶内顺序保持不变。
为什么不能简单"往前插"?
很多人第一反应:遇到 < x 的结点就插到链表前面。
问题是:插入到前面会逆序------后遇到的小结点会跑到先遇到的小结点前面,稳定性直接破坏。
想要稳定,最稳的方式是:
- 把
< x的结点按遍历顺序串成一条链 - 把
>= x的结点按遍历顺序串成一条链 - 最后把两条链拼起来
核心思路:两个区间、四个指针
用四个指针维护两段链表的"头和尾":
bs / be:小于x的区间(before start / before end)as / ae:大于等于x的区间(after start / after end)
再用 cur 从头到尾扫一遍原链表:
- 如果
cur.val < x:追加到bs~be的尾部 - 否则:追加到
as~ae的尾部
这样做的好处是:
只做尾插,不做头插 → 桶内顺序天然保持不变(稳定)。
代码实现(按这个思路)
java
class Solution {
public ListNode partition(ListNode head, int x) {
ListNode cur = head;
ListNode bs = null, be = null; // 小于x区间:头/尾
ListNode as = null, ae = null; // 大于等于x区间:头/尾
if (head == null) return null;
while (cur != null) {
if (cur.val < x) {
if (bs == null) {
bs = be = cur; // 第一次放入小区间
} else {
be.next = cur; // 尾插
be = be.next;
}
} else {
if (as == null) {
as = ae = cur; // 第一次放入大区间
} else {
ae.next = cur; // 尾插
ae = ae.next;
}
}
cur = cur.next;
}
// 如果小区间为空,直接返回大区间
if (bs == null) return as;
// 拼接:小区间尾 -> 大区间头
be.next = as;
// 关键收尾:如果大区间不为空,要断开大区间尾巴,避免"旧next"带来串链/成环
if (as != null) ae.next = null;
return bs;
}
}
这题最容易踩的坑:最后一个 next 不是你以为的 null
这也是这题最"阴"的点。
因为我们复用的是原链表节点 ,每个节点最初的 next 都指向原来的后继。
当你把节点"分流"进两个区间时,你其实只是改了某些节点的 next,但最后一个节点很可能还保留着"旧世界"的指针:
- 轻则:新链表尾部莫名其妙多出一段
- 重则:形成环,遍历直接死循环
所以你在拼接后加的这一句非常关键:
java
if (as != null) ae.next = null;
它的意义是:强制让最终链表的尾结点指向 null,把旧链表残留关系彻底切断。
另外你题解里那句总结也很到位:
如果两段都可能有元素,就存在最后一个结点的原指针不为 null 的情况,需要手动调整。
边界情况怎么处理?
- 全都在大区间 (
bs == null):说明没有< x的节点,直接返回as,顺序本来也没变。 - 全都在小区间 (
as == null):拼接时be.next = null,返回bs,同样没问题。
复杂度
- 时间:
O(n)(只遍历一次) - 额外空间:
O(1)(只用了几个指针变量)
一个实用的小建议(写链表更稳)
这份写法最后统一断尾也能通过。实际工程/面试里,为了更"抗风险",常见做法是遍历时先把当前节点从原链表"摘下来":
java
ListNode next = cur.next;
cur.next = null; // 先断开,避免旧next污染
// 再把cur接到bs/be或as/ae后面
cur = next;
这样就算后面忘了断尾,也不容易出"尾巴拖着旧链条"的问题。
总结
这题的正确打开方式不是"插来插去",而是:
分流(稳定尾插)→ 拼接(小尾接大头)→ 断尾(避免旧next污染)
把这套"两个区间四指针"的模板记牢,后面很多链表题(稳定重排、按条件拆分、奇偶重排、分隔链表)都能一把套上去。