143. 重排链表

    技术2026-03-28  11

    题目

    给定一个单链表 L:L0→L1→…→Ln-1→Ln , 将其重新排列后变为: L0→Ln→L1→Ln-1→L2→Ln-2→…

    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:

    给定链表 1->2->3->4, 重新排列为 1->4->2->3. 示例 2:

    给定链表 1->2->3->4->5, 重新排列为 1->5->2->4->3.

    思路

    正常的想法是,找到第n个节点插入0和1中,再找第n-1个节点插入1和2中,但由于单链表无法从后向前遍历的限制,此方法时间复杂度很高,我们可以想办法构造从后向前遍历的可能。

    想法1:通过数组将链表节点存储起来,通过数组就能实现正序和逆序遍历了,由于数组一般存储的是链表节点对象的引用,空间复杂度也不会太高。

    想法2:将链表一分为二,分为前半段和后半段,将后半段以反转单链表的方式反转,这样就可以实现第n个节点向n-1个节点遍历,然后将后半段插入前半段,此方法优点在于空间复杂度低。

    代码1

    /** * Definition for singly-linked list. * public class ListNode { * int val; * ListNode next; * ListNode() {} * ListNode(int val) { this.val = val; } * ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; } * } */ class Solution { public void reorderList(ListNode head) { if(head==null) return; int len = 0; ListNode p = head,next; while(p!=null){ len++; p=p.next; } ListNode[] list = new ListNode[len]; p = head; int i=len-1; while(p!=null){ list[i--] = p; p=p.next; } p = head; i=0; while(i<len/2){ next = p.next; p.next = list[i]; list[i].next = next; i++; p = next; } if(p.next!=null&&p.next.next==p){ p.next = null; } } }

    分析:采用原生数组反向存储链表节点,因此须先求出链表长度。(个人认为采用Java提供的List,Queue等集合类,虽然操作方便,不用提前求出链表长度,但由于其内部一般有扩容机制(如果底层实现基于数组)或是有又一层链表结构的封装(如果底层实现基于链表))。效率并不会比普通数组来的高。

    优化:存放链表逆序元素的数组的长度可以不用链表的长度len,而是len/2,因为只有后半端需要逆序。

    扩展:反转单链表亦可采用此方法来实现(如果不要求原地反转)

    代码2(copy网友代码,采用C实现)

    void reorderList(ListNode* head) { if(head==NULL || head->next == NULL) return; //快慢指针分出两段 ListNode *slow = head,*fast = head; while(fast->next && fast->next->next){ slow = slow->next; fast = fast->next->next; } //后端反转 ListNode *needReverser = slow->next; slow->next = NULL; needReverser = reverse(needReverser); //插入前端缝隙 ListNode *cur = head; while(cur && needReverser){ ListNode *curSecond = needReverser; needReverser = needReverser->next; ListNode *nextCur = cur->next; curSecond->next = cur->next; cur->next = curSecond; cur = nextCur; } } ListNode *reverse(ListNode *head){ ListNode *p1 = NULL; ListNode *p2 = head; ListNode *p3 = p2; while(p2){ p3 = p2->next; p2->next = p1; p1 = p2; p2 = p3; } return p1; }

     

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