链表反转进阶秘籍：掌握 K 个一组翻转链表

后端

2023-03-03 04:40:22

探索 K 个一组翻转链表：从初学者到算法大师

在算法的世界里，链表反转是一项基本操作，而 K 个一组翻转链表则是这项技能的进阶挑战。掌握这一算法，不仅能让你在算法面试中脱颖而出，更能助你在实际编程工作中如鱼得水。

揭开 K 个一组翻转链表的神秘面纱

K 个一组翻转链表，顾名思义，就是将链表中的元素以 K 个为一组进行反转。举个例子，对于链表 1->2->3->4->5->6，当 K=2 时，翻转后的链表变为 2->1->4->3->6->5。

算法解密：分治法的妙用

解决 K 个一组翻转链表的关键在于分治法。分治法将复杂问题分解成更小的子问题，逐一解决，最后合并子问题的解得到原问题的解。

1. 确定翻转组数

首先，我们需要确定链表中需要翻转的组数。如果链表的长度不是 K 的整数倍，则最后剩余的节点保持原有顺序。

2. 反转每一组

接下来，我们将链表分成 K 个一组，并对每一组进行反转。可以使用迭代法或递归法实现翻转。

3. 连接翻转后的组

最后，我们将翻转后的组连接起来，得到最终结果。

代码实战：Python 大显身手

def reverse_k_group(head, k):
  """
  反转链表中的 K 个一组。

  参数：
    head: 链表的头节点
    k: 翻转的组数

  返回：
    翻转后的链表的头节点
  """

  # 检查链表是否为空或 K 等于 1
  if head is None or k == 1:
    return head

  # 确定翻转的组数
  num_groups = len(head) // k

  # 创建一个哑结点作为新的链表的头节点
  dummy = ListNode(0)
  dummy.next = head

  # 当前链表的尾节点
  curr = dummy

  # 循环翻转每一组
  for i in range(num_groups):
    # 将当前组反转
    reversed_head = reverse_list(curr.next, k)

    # 将翻转后的组连接到新的链表上
    curr.next = reversed_head

    # 将当前链表的尾节点移到下一组的开头
    curr = move_tail_to_next_group(reversed_head, k)

  # 返回新的链表的头节点
  return dummy.next


def reverse_list(head, k):
  """
  反转链表中的前 K 个节点。

  参数：
    head: 链表的头节点
    k: 要反转的节点数

  返回：
    翻转后的链表的头节点
  """

  # 创建一个新的链表的头节点
  new_head = None

  # 反转前 K 个节点
  for i in range(k):
    # 将当前节点的下一个节点保存下来
    next_node = head.next

    # 将当前节点指向新的链表的头节点
    head.next = new_head

    # 更新新的链表的头节点
    new_head = head

    # 移动到下一个节点
    head = next_node

  # 返回新的链表的头节点
  return new_head


def move_tail_to_next_group(head, k):
  """
  将链表的尾节点移动到下一组的开头。

  参数：
    head: 链表的头节点
    k: 组的长度

  返回：
    链表的新尾节点
  """

  # 移动到链表的尾节点
  tail = head
  for i in range(k - 1):
    tail = tail.next

  # 将尾节点的下一个节点指向下一组的开头
  tail.next = head

  # 返回新的尾节点
  return tail