字节面试高频题（k 个一组翻转链表）

题目描述

这是 LeetCode 上的 25. K 个一组翻转链表 ，难度为困难。

Tag : 「递归」、「迭代」、「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。

进阶：

你可以设计一个只使用常数额外空间的算法来解决此问题吗？
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：

字节面试高频题（k 个一组翻转链表）｜Java_递归

输入：head = [1,2,3,4,5], k = 2

输出：[2,1,4,3,5]

示例 2：

字节面试高频题（k 个一组翻转链表）｜Java_递归_02

输入：head = [1,2,3,4,5], k = 3

输出：[3,2,1,4,5]

示例 3：

输入：head = [1,2,3,4,5], k = 1

输出：[1,2,3,4,5]

示例 4：

输入：head = [1], k = 1

输出：[1]

提示：

列表中节点的数量在范围 sz 内
1 <= sz <= 5000
0 <= Node.val <= 1000
1 <= k <= sz

迭代解法（哨兵技巧）

哨兵技巧我们在前面的多道链表题讲过，让三叶来帮你回忆一下：

做有关链表的题目，有个常用技巧：添加一个虚拟头结点（哨兵），帮助简化边界情况的判断。

链表和树的题目天然适合使用递归来做。

但这次我们先将简单的「递归版本」放一放，先搞清楚迭代版本该如何实现。

我们可以设计一个翻转函数 reverse ：

传入节点 root 作为参数，函数的作用是将以 root 为起点的 个节点进行翻转。

当以 root 为起点的长度为 的一段翻转完成后，再将下一个起始节点传入，直到整条链表都被处理完成。

当然，在 reverse 函数真正执行翻转前，需要先确保节点 root 后面至少有 个节点。

我们可以结合图解再来体会一下这个过程：

假设当前样例为 1->2->3->4->5->6->7 和 k = 3 ：字节面试高频题（k 个一组翻转链表）｜Java_迭代_03

然后我们调用 reverse(cur, k)，在 reverse() 方法内部，几个指针的指向如图所示，会通过先判断 cur 是否为空，从而确定是否有足够的节点进行翻转：

然后先通过 while 循环，将中间的数量为 k - 1 的 next 指针进行翻转：字节面试高频题（k 个一组翻转链表）｜Java_递归_04

最后再处理一下局部的头结点和尾结点，这样一次 reverse(cur, k) 执行就结束了：字节面试高频题（k 个一组翻转链表）｜Java_迭代_05

回到主方法，将 cur 往前移动 k 步，再调用 reverse(cur, k) 实现 k 个一组翻转：字节面试高频题（k 个一组翻转链表）｜Java_链表_06

代码：

class Solution {
    public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
        ListNode dummy = new ListNode(-1);
        dummy.next = head;
        ListNode cur = dummy;
        while (cur != null) {
            reverse(cur, k);
            int u = k;
            while (u-- > 0 && cur != null) cur = cur.next;
        }
        return dummy.next;
    }
    // reverse 的作用是将 root 后面的 k 个节点进行翻转
    void reverse(ListNode root, int k) {
        // 检查 root 后面是否有 k 个节点
        int u = k;
        ListNode cur = root;
        while (u-- > 0 && cur != null) cur = cur.next;
        if (cur == null) return;

        // 进行翻转
        ListNode tail = cur.next;
        ListNode a = root.next, b = a.next;
        // 当需要翻转 k 个节点时，中间就有 k - 1 个 next 指针需要翻转
        while (k-- > 1) {
            ListNode c = b.next;
            b.next = a;
            a = b;
            b = c;
        }
        root.next.next = tail;
        root.next = a;
    }
}

时间复杂度：会将每个节点处理一遍。复杂度为
空间复杂度：

递归解法

搞懂了较难的「迭代哨兵」版本之后，常规的「递归无哨兵」版本写起来应该更加容易了。

需要注意的是，当我们不使用「哨兵」时，检查是否足够位，只需要检查是否有个指针即可。

代码：

class Solution {
    public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
        int u = k;
        ListNode p = head;
        while (p != null && u-- > 1) p = p.next;
        if (p == null) return head;

        ListNode tail = head;
        ListNode prev = head, cur = prev.next;
        u = k;
        while (u-- > 1) {
            ListNode tmp = cur.next;
            cur.next = prev;
            prev = cur;
            cur = tmp;
        }
        tail.next = reverseKGroup(cur, k);
        return prev;
    }
}