【Hot 100 刷题计划】 LeetCode 24. 两两交换链表中的节点 | C++ 精准指针舞步

LeetCode 24. 两两交换链表中的节点

📌 题目描述

题目级别：中等

给你一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题（即，只能进行节点交换）。

• 示例 1:
  输入：head = [1,2,3,4]
  输出：[2,1,4,3]

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💡 破题思路：Dummy 节点与指针重定向

在链表中进行"交换"或"删除"操作时，最棘手的问题往往是如何处理头节点 的变化。

为了让头节点的变化逻辑和普通节点完全一致，我们引入了链表题的万能钥匙：虚拟头节点 (Dummy Node)。

核心逻辑拆解：

每次我们要交换两个相邻节点（设为 n1 和 n2）时，我们必须要知道它们前一个节点 的位置（设为 cur），因为交换完成后，前一个节点的 next 指针需要重新指向新的头节点（即 n2）。

具体的"指针舞步"如下：

1. 锁定位置：找到 cur（初始为 dummy），并确认它后面至少还有两个节点可以交换。
2. 标记目标：定义 n1 = cur->next，n2 = cur->next->next。
3. 断开与重连（核心 3 步） ：
   • n1->next = n2->next; （让原来的第一个节点连上后续的长尾巴，防止断链）
   • n2->next = n1; （让第二个节点回头指向第一个节点，完成内部翻转）
   • cur->next = n2; （让守门员 cur 连上翻转后的新头部 n2）
4. 推进战线：交换完成后，n1 已经跑到了后面，它现在是下一对节点的前驱节点。我们让 cur = n1，继续下一轮循环。

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💻 C++ 代码实现 (原汁原味作者版)

class Solution {
public:
    ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
        // 引入虚拟头节点，巧妙化解真实头节点被交换的边界问题
        ListNode *dummy = new ListNode(0, head);
        ListNode *cur = dummy;

        // 只要 cur 后面还有至少两个节点，就可以继续交换
        while (cur->next && cur->next->next)
        {
            // 标记待交换的两个节点
            ListNode *n1 = cur->next;
            ListNode *n2 = cur->next->next;

            // 开始"指针舞步"
            n1->next = n2->next; // 步骤 1：n1 牵手 n2 后面的节点
            n2->next = n1;       // 步骤 2：n2 回头拥抱 n1
            cur->next = n2;      // 步骤 3：前面的链表接上新的局部头节点 n2

            // cur 移动到已经交换完毕的末尾节点 (即 n1)，准备下一轮
            cur = n1;
        }
        
        // 返回虚拟头节点的下一个节点，即真正的链表头
        return dummy->next;
    }
};