面试算法26：重排链表

问题

给定一个链表，链表中节点的顺序是L0→L1→L2→…→Ln-1→Ln，请问如何重排链表使节点的顺序变成L0→Ln→L1→Ln-1→L2→Ln-2→…？

分析

首先把链表分成前后两半。在示例链表中，前半段链表包含1、2、3这3个节点，后半段链表包含4、5、6这3个节点。然后把后半段链表反转。示例链表的后半段链表反转之后，节点的顺序变成6、5、4。最后从前半段链表和后半段链表的头节点开始，逐个把它们的节点连接起来形成一个新的链表。先把前半段链表和后半段链表的头节点1和6连接起来，再把处在第2个位置的节点2和5连接起来，最后把两个尾节点3和4连接起来，因此在新的链表中节点的顺序是1、6、2、5、3、4。

可以使用双节点来寻找链表的中间节点。如果一快一慢两个指针同时从链表的头节点出发，快的指针一次顺着next指针向前走两步，而慢的指针一次只走一步，那么当快的指针走到链表的尾节点时慢的指针刚好走到链表的中间节点。

一个值得注意的问题是，链表的节点总数既可能是奇数也可能是偶数。当链表的节点总数是奇数时，就要确保链表的前半段比后半段多一个节点。

解

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ListNode listNode1 = new ListNode(1);
        ListNode listNode2 = new ListNode(2);
        ListNode listNode3 = new ListNode(3);
        ListNode listNode4 = new ListNode(4);
        ListNode listNode5 = new ListNode(5);
        ListNode listNode6 = new ListNode(6);
        ListNode listNode7 = new ListNode(7);
        ListNode listNode8 = new ListNode(8);
        ListNode listNode9 = new ListNode(9);

        listNode1.next = listNode2;
        listNode2.next = listNode3;
        listNode3.next = listNode4;
        listNode4.next = listNode5;
        listNode5.next = listNode6;

        reorderList(listNode1);
        while (listNode1 != null) {
            System.out.println(listNode1.val);
            listNode1 = listNode1.next;
        }
    }

    public static void reorderList(ListNode head) {
        ListNode dummy = new ListNode(0);
        dummy.next = head;
        ListNode fast = dummy;
        ListNode slow = dummy;
        while (fast != null && fast.next != null) {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next;
            if (fast.next != null) {
                fast = fast.next;
            }
        }

        ListNode temp = slow.next;
        slow.next = null;
        link(head, reverseList(temp), dummy);
    }

    private static void link(ListNode node1, ListNode node2, ListNode head) {
        ListNode prev = head;
        while (node1 != null && node2 != null) {
            ListNode temp = node1.next;

            prev.next = node1;
            node1.next = node2;
            prev = node2;

            node1 = temp;
            node2 = node2.next;
        }

        if (node1 != null) {
            prev.next = node1;
        }
    }

    public static ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode prev = null;
        ListNode cur = head;
        while (cur != null) {
            ListNode next = cur.next;
            cur.next = prev;
            prev = cur;
            cur = next;
        }

        return prev;
    }
}
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