打破常规，剑走偏锋——K个一组翻转链表（三指针）实战解析

剑走偏锋，三指针翻转链表

在算法的世界里，循规蹈矩固然可以带来满意的结果，但有时打破常规，剑走偏锋却能创造意想不到的惊喜。在 LeetCode 经典题——K 个一组翻转链表中，三指针法 正是这样一种剑走偏锋的解法，它用一种巧妙的方式解决了这个问题。

三指针法：原理剖析

三指针法是一种用于翻转链表的算法，它使用三个指针：prev、curr 和 next，分别指向当前节点的前一个节点、当前节点和当前节点的下一个节点。算法的流程如下：

1. 将 prev 指针指向空节点，将 curr 指针指向链表的头节点。
2. 将 next 指针指向 curr 指针的下一个节点。
3. 将 curr 指针指向 prev 指针。
4. 将 prev 指针指向 next 指针。
5. 重复步骤 2-4，直到 next 指针指向空节点。
6. 将 curr 指针指向翻转后的链表的头节点。

代码实现

def reverse_k_group(head, k):
    """
    :type head: ListNode
    :type k: int
    :rtype: ListNode
    """
    if not head or k == 1:
        return head

    dummy = ListNode(0)
    dummy.next = head

    prev = dummy
    curr = head

    while curr:
        first = curr
        for i in range(k - 1):
            if not curr:
                return dummy.next
            curr = curr.next
        next = curr.next

        # 断开 curr 和 next 的连接
        curr.next = None

        # 翻转链表
        prev = reverse_list(first)

        # 连接 prev 和 next
        prev.next = next

        # 移动 prev 和 curr 指针
        prev = first
        curr = next

    return dummy.next


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

    prev = None
    curr = head

    while curr:
        next = curr.next
        curr.next = prev
        prev = curr
        curr = next

    return prev

三指针法的优势

三指针法是一种巧妙的算法，它打破常规，用一种独特的方式解决了 K 个一组翻转链表的问题。这种算法不仅高效，而且易于理解和实现。与传统的两指针法相比，三指针法可以更直接地翻转链表，避免了额外的复制或交换操作。

结语

三指针法是一种思想巧妙，效率卓越的算法，它突破了常规解法，为 K 个一组翻转链表问题提供了另一种解决思路。这种算法体现了算法设计中的创新思维，鼓励我们在面对问题时跳出固有思维框架，探索更具创造性的解决方案。

常见问题解答

Q1：三指针法适用于哪些情况？
A1：三指针法适用于反转链表问题，尤其是在需要翻转链表中的 K 个一组的情况。

Q2：三指针法的复杂度是多少？
A2：三指针法的复杂度为 O(n)，其中 n 是链表中的节点数量。

Q3：三指针法如何与传统的两指针法比较？
A3：三指针法比传统的两指针法更直接，无需额外的复制或交换操作，但其空间复杂度为 O(1)，而传统的两指针法为 O(n)。

Q4：三指针法在哪些实际场景中得到应用？
A4：三指针法在数据结构和算法中得到广泛应用，例如链表反转、环形链表检测等。

Q5：如何改进三指针法？
A5：三指针法可以通过引入额外的数据结构或算法进行改进，以提高其效率或适用性。