【刷穿 LeetCode】25. K 个一组翻转链表（困难）

题目描述

给你一个链表，每 k 个节点一组进行翻转，请你返回翻转后的链表。

k 是一个正整数，它的值小于或等于链表的长度。

如果节点总数不是 k 的整数倍，那么请将最后剩余的节点保持原有顺序。

示例：

给你这个链表：1->2->3->4->5

当 k = 2 时，应当返回: 2->1->4->3->5

当 k = 3 时，应当返回: 3->2->1->4->5

说明：

• 你的算法只能使用常数的额外空间。
• 你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际进行节点交换。

递归解法（哨兵技巧）

哨兵技巧我们之前在前面的多道链表题讲过，让三叶来帮你回忆一下：

做有关链表的题目，有个常用技巧：添加一个虚拟头结点（哨兵），帮助简化边界情况的判断。

链表和树的题目天然适合使用递归来做。

我们可以设计一个递归函数，接受一个 ListNode 节点 root 作为参数，函数的作用是将 root 后面的 k 个节点进行交换，交换完成后再将下一个节点传入 ...

交换的前提条件：节点 root 后面至少有 k 个节点。同时别忘了应用我们的「哨兵技巧」：

class Solution {
    public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
        ListNode dummy = new ListNode(-1);
        dummy.next = head;
        ListNode cur = dummy;
        while (cur != null) {
            reverse(cur, k);
            int u = k;    
            while (u-- > 0 && cur != null) cur = cur.next;
        }
        return dummy.next;
    }
    // reverse 的作用是将 root 后面的 k 个节点进行翻转
    void reverse(ListNode root, int k) {
        // 检查 root 后面是否有 k 个节点
        int u = k;
        ListNode cur = root;
        while (u-- > 0 && cur != null) cur = cur.next;
        if (cur == null) return;

        // 进行翻转
        ListNode tail = cur.next;
        ListNode a = root.next, b = a.next;
        // 当需要翻转 k 个节点时，中间就有 k - 1 个 next 指针需要翻转
        while (k-- > 1) {
            ListNode c = b.next;
            b.next = a;
            a = b;
            b = c;
        }
        root.next.next = tail;
        root.next = a;
    }
}

• 时间复杂度：会将每个节点处理一遍。复杂度为 O(n)
• 空间复杂度：O(1)

直接看代码可能会比较懵，我们结合图解来看。

假设当前样例为 1->2->3->4->5->6->7 和 k = 3 ：

然后我们调用 reverse(cur, k)，在 reverse() 方法内部，几个指针的指向如图所示，会通过先判断 cur 是否为空，从而确定是否有足够的节点进行翻转。

然后先通过 while 循环，将中间的数量为 k - 1 的 next 指针进行翻转：

最后再处理一下局部的头结点和尾结点，这样一次 reverse(cur, k) 执行就结束了：

回到主方法，将 cur 往前移动 k 步，再调用 reverse(cur, k) 实现 k 个一组翻转：

...

最后

这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.25 篇，系列开始于 2021/01/01，截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目，部分是有锁题，我们将先将所有不带锁的题目刷完。

在这个系列文章里面，除了讲解解题思路以外，还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。

由于 LeetCode 的题目随着周赛 & 双周赛不断增加，为了方便我们统计进度，我们将按照系列起始时的总题数作为分母，完成的题目作为分子，进行进度计算。当前进度为 25/1916 。

为了方便各位同学能够电脑上进行调试和提交代码，我在 Github 建立了相关的仓库：https://github.com/SharingSource/LogicStack-LeetCode。在仓库地址里，你可以看到系列文章的题解链接、系列文章的相应代码、LeetCode 原题链接和一些其他的优选题解。