Java【手撕链表】LeetCode 143. “重排链表“, 图文详解思路分析 + 代码

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前言

各位读者好, 我是小陈, 这是我的个人主页, 希望我的专栏能够帮助到你:
📕 JavaSE基础: 基础语法, 类和对象, 封装继承多态, 接口, 综合小练习图书管理系统等
📗 Java数据结构: 顺序表, 链表, 堆, 二叉树, 二叉搜索树, 哈希表等
📘 JavaEE初阶: 多线程, 网络编程, TCP/IP协议, HTTP协议, Tomcat, Servlet, Linux, JVM等(正在持续更新)

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对于链表题, 常用的技巧和操作是: 头插, 尾插, 快慢双指针, 傀儡节点

一、重排链表

1, 题目

OJ链接

题目规定不能改变链表里的值, 而是真正交换链表节点

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2, 思路分析

首先, 按照题意画出重排之后的链表, 观察原链表和重排之后的链表有什么变化

只看橙色结点, 发现后半段链表是逆序的

至此 本题的思路就非常清晰了

• 1, 找到中间节点(快慢双指针)
• 2, 逆序后半段链表(傀儡头节点 + 头插)
• 3, 合并两个链表(傀儡头结点 + 双指针)

注意本题没有返回值, 所以第三步操作之后不是返回新的头结点, 而是要修改原链表的头结点 head 之后的结点的指向

2,1 找到中间结点

• 1, 定义 slow 和 fast 两个指针, 起始位置都指向头结点
• 2, slow 每次走一步, fast 每次走两步
• 3, 当 fast 为 null 或 fast.next 为 null 时退出循环
  

如果有奇数个结点, slow 刚好是中间结点, 如果是偶数个结点, slow 是偏右的中间节点

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2.2, 逆序后半段链表

• 1, 定义一个傀儡节点 pHead
• 2, 定义一个 target 指针, target 就指向刚才的 slow
• 3, 定义一个 next 指针, 记录 target 的下一个结点
• 4, 循环遍历后半段链表, 依次头插到 pHead 所在的链表

此时 target 为 null, 逆序完成, 退出循环

这里有个 bug ! 在循环逆序链表之前应该先断开原链表的前半段和后半段
否则逆序完成之后, 原链表并没有断开, 再执行第三步 (合并两个链表) 时就会发生死循环!

所以在第一步时应该定义一个 prev 指针, 记录 slow 结点的前一个结点, 找到中间结点后, 令 prev.next = null

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2.3, 合并两个链表

• 1, 定义一个傀儡节点 ret
• 2, 定义一个 cur1 指针, 指向原链表头结点 head
• 3, 定义一个 cur2 指针, 指向逆序后的链表的头结点
• 4, 定义一个 cur3 指针, 指向 ret

1, cur1 尾插到 cur3 后面

(此时 1 这个结点还指向 2 ), cur2 尾插到 cur3 后面

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2, (此时 6 这个结点还指向 5 ), cur1 尾插到 cur3 后面,

(此时 2 这个结点还指向 3 ), cur2 尾插到 cur3 后面

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3, (此时 5 这个结点还指向 4 ), cur1 尾插到 cur3 后面

cur2 尾插到 cur3 后面

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4, 得到整个链表, 此时 head 结点还在, 并且 head 之后的结点链表结构已经被修改成功

在一次循环中, 先尾插 cur1, 再尾插 cur2, 循环条件设为 cur1 != null 即可

因为 : 如果链表是偶数个结点, 链表前半段和后半段长度相同, 如果链表是奇数个结点, 链表前半段比后半段少一个结点, 但没关系, 尾插时不会改变结点的的 next 域

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3, 代码

	public void reorderList(ListNode head) {
        if(head == null || head.next == null) {
            return;
        }
        // 1, 找到中间节点
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = slow;
        ListNode prev = head;
        while(fast != null && fast.next != null) {
            prev = slow;
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        ListNode target = slow;
        prev.next = null;
        ListNode phead = new ListNode(0);
        ListNode cur = phead;
        
        // 2, 逆序后半个链表
        while(target != null) {
            ListNode next = target.next;
            target.next = cur.next;
            cur.next = target;
            target = next;
        }
        ListNode cur1 = head;
        ListNode cur2 = phead.next;
        ListNode ret = new ListNode(0);
        ListNode cur3 = ret;
        
        // 3, 合并链表
        while(cur1 != null){
            cur3.next = cur1;
            cur3 = cur3.next;
            cur1 = cur1.next;

            cur3.next = cur2;
            cur3 = cur3.next;
            cur2 = cur2.next;
        }
    }
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