算法实战：LeetCode 24 两两交换链表中的节点

2024-01-20 12:35:58

问题背景

链表是一种常见的数据结构，它由一系列彼此相连的节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。在 LeetCode 24 题中，我们被要求两两交换链表中的节点。也就是说，对于一个包含 n 个节点的链表，我们需要将第 1 个节点和第 2 个节点交换，第 3 个节点和第 4 个节点交换，以此类推，直到链表末尾。

解决方案一：迭代法

迭代法是一种简单而直接的解决方案。我们使用两个指针，分别指向当前节点和下一个节点。然后，我们迭代链表，将当前节点和下一个节点交换。为了保持链表的完整性，我们需要使用额外的指针来记录前一个节点。这样，我们就可以在交换节点后正确更新指针。

def swap_pairs_iterative(head):
  """
  :type head: ListNode
  :rtype: ListNode
  """
  dummy = ListNode(0)
  dummy.next = head

  prev = dummy
  current = head

  while current and current.next:
    next_pair = current.next.next
    second = current.next

    second.next = current
    current.next = next_pair
    prev.next = second

    prev = current
    current = next_pair

  return dummy.next

解决方案二：递归法

递归法也是一种有效的解决方案。我们使用一个递归函数来交换链表中的节点。在递归函数中，我们首先检查链表是否为空或只有一个节点。如果是，则直接返回链表。否则，我们交换当前节点和下一个节点，然后递归交换剩余的链表。

def swap_pairs_recursive(head):
  """
  :type head: ListNode
  :rtype: ListNode
  """
  if not head or not head.next:
    return head

  next_pair = head.next.next
  second = head.next

  second.next = head
  head.next = swap_pairs_recursive(next_pair)

  return second