两两交换链表节点：轻松搞定LeetCode第24题

2023-06-28 02:50:26

LeetCode 24：两两交换链表中的节点

简介

在数据结构的世界中，链表是一种常见且强大的数据结构。链表由一组节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。其灵活性使链表的操作变得非常方便，包括插入、删除和查找元素。今天，我们将踏上解决 LeetCode 24：两两交换链表中的节点这一算法难题的旅程。

问题

两两交换链表中的节点题目要求我们将一个链表中的节点两两交换。例如，对于链表 1->2->3->4->5，两两交换后将变成 2->1->4->3->5。这看似简单，但需要巧妙的思考和对链表操作的熟练掌握。

解题思路

解决这个问题的关键在于逐步交换节点。以下是解题思路的简要步骤：

交换前两个节点： 首先，我们将链表中的第一个节点与第二个节点交换。
继续交换： 然后，我们将第三个节点与第四个节点交换，以此类推。
直到链表结束： 我们重复这个过程，直到遍历完整个链表。

实现方法

让我们将理论付诸实践。以下 Python 代码展示了如何实现两两交换链表中的节点：

def swap_pairs(head):
  """
  交换链表中的节点两两交换。

  参数：
    head: 链表的头节点。

  返回：
    交换后的链表的头节点。
  """

  # 处理特殊情况：链表为空或只有一个节点
  if head is None or head.next is None:
    return head

  # 交换第一个节点和第二个节点
  new_head = head.next
  head.next = new_head.next
  new_head.next = head

  # 交换剩余的节点
  prev = head
  curr = head.next
  while curr and curr.next:
    next_pair = curr.next.next
    curr.next.next = prev
    prev.next = curr.next
    curr.next = next_pair
    prev = curr
    curr = next_pair

  # 返回交换后的链表
  return new_head

示例代码

为了更深入地理解算法，让我们通过一个示例代码来看看它是如何工作的：

# 创建一个链表
head = ListNode(1)
head.next = ListNode(2)
head.next.next = ListNode(3)
head.next.next.next = ListNode(4)
head.next.next.next.next = ListNode(5)

# 交换链表中的节点两两交换
new_head = swap_pairs(head)

# 打印交换后的链表
while new_head:
  print(new_head.val, end=" ")
  new_head = new_head.next