合并两个排序的链表&反转链表&两两交换链表中的节点

合并两个排序的链表

输入两个递增排序的链表，合并这两个链表并使新链表中的节点仍然是递增排序的。

示例1：

输入：1->2->4, 1->3->4
输出：1->1->2->3->4->4

public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
    ListNode dummy=new ListNode(0);
    ListNode r=dummy;
    while(l1!=null&&l2!=null){
        if(l1.val<=l2.val){
            r.next=l1;
            l1=l1.next;
        } else{
            r.next=l2;
            l2=l2.next;

        }
        r=r.next;
    }
    r.next=l1==null?l2:l1;
    return dummy.next;
}

递归形式：

public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
    if(l1==null){
        return l2;
    }
    if(l2==null){
        return l1;
    }
    ListNode head;
    if(l1.val<=l2.val){
        l1.next=mergeTwoLists(l1.next,l2);
        return l1;
    } else{
        l2.next=mergeTwoLists(l1,l2.next);
        return l2;
    }
}

反转链表

方法一：迭代

public ListNode reverseList(ListNode head) {
    ListNode newHead=null;
    ListNode p=head;
    while(p!=null){
        ListNode next=p.next;
        p.next=newHead;
        newHead=p;
        p=next;
    }
    return newHead;
}

方法二：递归

public ListNode reverseList(ListNode head) {
    if(head==null||head.next==null){
        return head;
    }
    ListNode p=reverseList(head.next);
    head.next.next=head;
    head.next=null;
    return p;
}

反转链表 II

反转从位置 m 到 n 的链表。请使用一趟扫描完成反转。

说明:
1 ≤ m ≤ n ≤ 链表长度。

示例:

输入: 1->2->3->4->5->NULL, m = 2, n = 4
输出: 1->4->3->2->5->NULL

方法一：迭代

public ListNode reverseBetween(ListNode head, int m, int n) {
    ListNode dummy=new ListNode(0);//m=1时
    dummy.next=head;
    ListNode p = dummy;//指向开始反转位置的前一个元素
    ListNode nextP = dummy.next;//指向开始反转位置，即反转后的链尾
    for (int i = 0; i < m-1 ; i++) {
        p = p.next;
        nextP = nextP.next;
    }
    ListNode[] ans = reverseList(nextP, n - m + 1);
    p.next = ans[0];
    nextP.next = ans[1];
    return dummy.next;
}

public ListNode[] reverseList(ListNode head, int n) {
    ListNode newHead = null;
    ListNode p = head;
    ListNode[] ans = new ListNode[2];

    ListNode next =null;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        next = p.next;
        p.next = newHead;
        newHead = p;
        p = next;
    }
    ans[0] = newHead;//新的头结点
    ans[1] = next;//反转前链表尾的后一个元素
    return ans;
}

方法二：递归

public ListNode reverseBetween(ListNode head, int m, int n) {
    if(m==1){//从第一个位置开始，即返回前n个
        return reverseList(head,n);
    }
    head.next=reverseBetween(head.next,m-1,n-1);
    return head;
}

private ListNode successor;

//反转前n个元素
public ListNode reverseList(ListNode head, int n) {
    if(n==1){
        successor=head.next;//记录后继结点
        return head;
    }
    ListNode p=reverseList(head.next,n-1);
    head.next.next=head;
    head.next=successor;//将head指向后继，反转整条链表尾null
    return p;
}

K 个一组翻转链表

给你一个链表，每 k 个节点一组进行翻转，请你返回翻转后的链表。

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。

示例：

给你这个链表：1->2->3->4->5

当 k = 2 时，应当返回: 2->1->4->3->5

当 k = 3 时，应当返回: 3->2->1->4->5

思路：回忆常规链表反转，将每部分反转的链起来

//常规链表反转
public static ListNode reverse(ListNode head,int k) {
    ListNode p=head;
    ListNode newHead=null;
    for (int i = 0; i <k ; i++) {
        ListNode next=p.next;
        p.next=newHead;
        newHead=p;
        p=next;
    }
    return newHead;
}

public static ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
    //参考上一题利用哑结点
    ListNode dummy=new ListNode(0);
    dummy.next=head;
    //用于链接链表
    ListNode p=dummy;
    //用于判断剩余结点是否是k的整数倍
    ListNode q=head;
    //临时保存应该常规反转链表的开始位置
    ListNode temp;
    while (p!=null){
        temp=q;
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            //不够直接链接
            if(q==null){
                p.next=temp;
                return dummy.next;
            }
            q=q.next;
        }
        p.next= reverse(temp, k);
        p=temp;
    }
    return dummy.next;
}

对于这个链表：1->2->3->4->5

添加哑结点后: 0->1->2->3->4->5 此时p=0 q=1

第一次反转

temp=1 q=3 2= reverse(1,2)

0->2->1 p=1 剩下3->4>5

第二次反转

temp=3 q=5 4=reverse(3,2)

0->2->1->4->3 p=3 剩下 5

第三次

temp=5 q==null 0->2->1->4->3->5

新代码

public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
    ListNode dummy = new ListNode(0);
    dummy.next = head;
    ListNode p = head;
    ListNode linkNode = dummy;//用于连接链表
    while (p != null) {
        ListNode seeNode = p;//向前查看是否有k个
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            if (seeNode == null) {//不够了直接顺序返回
                linkNode.next = p;
                return dummy.next;
            }
            seeNode = seeNode.next;
        }
        ListNode[] reverseNode = reverse(p, k);
        linkNode.next = reverseNode[0];//连接到反转后的头结点
        linkNode = p;//反转前的头结点成了尾结点，现在连接从这里开始
        p = reverseNode[1];
    }
    return dummy.next;
}

// 返回新的头结点和原来链表n+1位置的结点
public ListNode[] reverse(ListNode head, int n) {
    ListNode newHead = null;
    ListNode p = head;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        ListNode next = p.next;
        p.next = newHead;
        newHead = p;
        p = next;
    }
    return new ListNode[]{newHead, p};
}

两两交换链表中的节点

给定一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后的链表。

你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际的进行节点交换。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4]
输出：[2,1,4,3]

示例 2：

输入：head = []
输出：[]

示例 3：

输入：head = [1]
输出：[1]

提示：

链表中节点的数目在范围 [0, 100] 内
0 <= Node.val <= 100

方法一：迭代

public ListNode swapPairs(ListNode head) {
    ListNode dummy = new ListNode(0);
    dummy.next = head;
    ListNode p = head;
    ListNode link = dummy;
    while (p != null && p.next != null) {
        ListNode pair = p.next;
        ListNode next = pair.next;
        pair.next = p;
        link.next = pair;
        link = p;
        p.next = next;
        p = next;
    }
    return dummy.next;
}

方法二：递归

public ListNode swapPairs(ListNode head) {
    if (head == null || head.next == null) {
        return head;
    }
    ListNode nextHead = swapPairs(head.next.next);
    ListNode next = head.next;
    next.next = head;
    head.next = nextHead;
    return next;
}