25. K 个一组翻转链表

25. K 个一组翻转链表

困难

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。

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

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？

📝 核心笔记：K 个一组翻转链表 (Reverse Nodes in k-Group)

1. 核心思想 (一句话总结)

"先数数，够数就翻，翻完缝合。" 这道题本质上是 LeetCode 206 (反转链表) 和 LeetCode 92 (反转链表 II) 的结合体。 我们需要维护一个"哨兵" p0，它始终站在 "当前要翻转的这一组" 的前一个位置。

• 组内：标准的链表翻转（局部倒序）。
• 组间：翻转后，原来的头变尾，原来的尾变头，需要把它们和前后段重新接上（缝合）。

2. 算法流程 (三步走)

1. 统计长度 (Count)：

• • 先遍历一遍链表，得到总长度 n。
  • 作用：决定循环次数。只有当剩余节点数 n >= k 时才翻转，不够 k 个直接保留不动。

1. 组内翻转 (Reverse Inner)：

• • 循环 k 次，执行标准的"反转链表"逻辑。
  • 翻转结束后，pre 变成了当前组的新头，cur 变成了下一组的开头。

1. 缝合接口 (Connect)：

• • 这是最难的一步。我们需要三个节点参与缝合：

• • • p0：当前组的前驱（哨兵）。
    • p0.next：当前组 原来的头 （翻转后变成了 现在的尾）。
    • cur：下一组的头。
    • pre：当前组 现在的头。

• • 连接逻辑：

1. 1. 1. p0.next.next = cur：让本组现在的尾巴，连上下一组的头。
      2. p0.next = pre：让哨兵连上本组现在的头。
      3. p0 = ...：哨兵走到本组现在的尾巴位置，准备下一轮。

🔍 代码回忆清单

// 题目：LC 25. Reverse Nodes in k-Group
class Solution {
    public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
        // 1. 统计节点总数
        int n = 0;
        for (ListNode cur = head; cur != null; cur = cur.next) {
            n++;
        }

        ListNode dummy = new ListNode(0, head);
        ListNode p0 = dummy; // p0 是每一组的前驱节点 (哨兵)
        
        // cur 和 pre 放在外面初始化，因为它们在循环之间是传递的
        ListNode pre = null;
        ListNode cur = head;

        // 2. 循环处理每一组
        // 只要剩余节点数 n >= k，就进行翻转
        for (; n >= k; n -= k) {
            
            // 3. 组内翻转 (标准的 LC 206 逻辑)
            // 翻转 k 个节点
            for (int i = 0; i < k; i++) { 
                ListNode nxt = cur.next;
                cur.next = pre; 
                pre = cur;
                cur = nxt;
            }
            // 循环结束后：
            // pre 是当前组的新头
            // cur 是下一组的头 (未处理的第一个)
            
            // 4. 缝合 (核心难点)
            // p0.next 是这一组"原来的头"，翻转后它变成了"现在的尾"
            ListNode nxt = p0.next; // 暂存一下"现在的尾"
            
            // 现在的尾 -> 指向下一组的头
            // (对应图解：1 连向 3)
            p0.next.next = cur; 
            
            // 哨兵 -> 指向当前组的新头
            // (对应图解：dummy 连向 2)
            p0.next = pre; 
            
            // 5. 更新 p0
            // p0 走到当前组的尾部，作为下一组的哨兵
            p0 = nxt; 
        }
        
        return dummy.next;
    }
}

⚡ 快速复习 CheckList (易错点)

• \] **为什么要有** **n****？**

• • 如果不统计 n，你很难判断最后剩下的节点是否足 k 个。如果不足 k 个却翻转了，就不符合题意了。
  • n >= k 是循环继续的硬性条件。

• \] **缝合顺序乱了？**

• • 口诀：先连尾巴，再连头。
  • 先让 旧头（新尾） 连上 cur （下一段）。
  • 再让 哨兵 连上 pre （新头）。

• \] **p0 怎么移动？**

• • p0 必须移动到当前子链表的末尾。
  • 也就是翻转前的 head，翻转后的 tail。代码里巧妙地利用 p0.next（在修改前）获取了这个节点。

🖼️ 数字演练

链表：1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5，k = 2``n = 5, dummy -> 1. p0 = dummy.

Round 1 (处理 1, 2):

• Inner Loop:

• • 翻转后：2 -> 1。
  • pre 指向 2，cur 指向 3。

• Wiring (缝合):

• • p0.next 是 1 (旧头/新尾)。
  • 1.next = 3 (连上下一个组)。
  • dummy.next = 2 (哨兵连新头)。
  • 链表变为：dummy -> 2 -> 1 -> 3 -> 4 -> 5.

• Update : p0 移动到 1。

Round 2 (处理 3, 4):

• Inner Loop:

• • 翻转后：4 -> 3。
  • pre 指向 4，cur 指向 5。

• Wiring:

• • p0.next 是 3。
  • 3.next = 5.
  • 1.next = 4.
  • 链表变为：dummy -> 2 -> 1 -> 4 -> 3 -> 5.

• Update : p0 移动到 3。

End : n=1，1 < 2，循环结束。剩下的 5 不动。