LeetCode 分隔链表（No.725）：给定链表，拆分出指定段落

2023-09-27 05:58:00

剖析 LeetCode 分隔链表算法：巧妙分割，游刃有余

在数据结构与算法领域，链表是一种广泛应用的数据结构，其以其动态性和灵活性而著称。LeetCode 分隔链表算法（No.725）提出了一项颇具挑战性的任务，要求我们将一个给定的链表按照给定的间隔进行分割，并将分割后的链表头结点返回。本篇博客将深入解析该算法的奥秘，带领读者逐步掌握其原理与实现。

理解问题：分而治之

LeetCode 分隔链表算法的本质在于将一个大链表分割成多个小链表。这种分而治之的策略，有助于我们高效地处理复杂的数据结构。算法的关键在于如何将链表中的元素合理分配到不同的子链表中。

算法步骤：拆分、重组、链接

分隔链表算法的运作流程主要分为三个步骤：

拆分： 首先，我们将遍历给定的链表，将每个节点的值依次添加到一个长度为 k 的数组中，其中 k 是指定的分割间隔。
重组： 接下来，我们将数组划分为 k 个子数组，每个子数组包含 k 个元素。然后，我们为每个子数组创建一个新的链表，并将子数组中的元素逐一添加到相应的新链表中。
链接： 最后，我们将新链表的头结点链接在一起，形成分割后的链表。

实现细节：代码演示

为了进一步加深理解，我们提供了一个 Python 代码示例，展示如何实现分隔链表算法：

def split_linked_list(head, k):
  """
  将给定链表按给定间隔进行分割，并返回分割后的链表头结点。

  Args:
    head: 给定链表的头结点。
    k: 给定的分割间隔。

  Returns:
    分割后的链表的头结点。
  """

  # 定义一个长度为 k 的数组，其中 k 是给定的分割间隔。
  array = [[] for _ in range(k)]

  # 遍历给定链表，将每个节点的值添加到数组中。
  while head:
    array[len(array) - 1].append(head.val)
    head = head.next

  # 将数组分成 k 个子数组，每个子数组包含 k 个元素。
  sub_arrays = []
  for i in range(k):
    sub_arrays.append(array[i:i + k])

  # 为每个子数组创建一个新的链表，并将子数组中的元素添加到新链表中。
  new_heads = []
  for sub_array in sub_arrays:
    new_head = ListNode(sub_array[0])
    curr = new_head
    for val in sub_array[1:]:
      curr.next = ListNode(val)
      curr = curr.next
    new_heads.append(new_head)

  # 将新链表的头结点链接在一起，并返回新链表的头结点。
  dummy = ListNode(0)
  curr = dummy
  for new_head in new_heads:
    curr.next = new_head
    curr = curr.next

  return dummy.next