Python:在指定区间反转链表 【算法村E2链表反转笔记(白银)】 |
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前言
距离上一次动笔已经有四五天,实感时间荒废之恨。 话不多说,来看解法。本文提供三种解法:递归法,与两种不同的迭代法。 题目: 方法一:递归 方法二:“头插法” 方法三:“穿针引线法” 方法一:递归首先看代码: class Solution: # 方法一:递归 successor = None # 后继节点 def reverseN(self,head,n): # 反转前n个节点 global successor if n == 1: # base case # 记录第n+1个节点 successor = head.next return head # 以head.next为起点,反转前n-1个节点 last = self.reverseN(head.next, n-1) head.next.next = head # 让反转之后的 head 节点和后面的节点连起来 head.next = successor return last def reverseBetween(self, head: Optional[ListNode], left: int, right: int) -> Optional[ListNode]: if left == 1: return self.reverseN(head, right) # 前进到反转的起点触发base case # 左值为什么是head.next:相当于取当前完整链表的子链表,这个子链表就是去掉当前链表的头,也即链表一直去头,直到那个头就是起始的反转节点为止 # head.next 必须接收对 head.next 的递归返回值,否则无法做到修改链表结构的作用 head.next = self.reverseBetween(head.next, left-1, right-1) return headbase case为“n==1的情况”,此时我们设定后继节点为head.next,并且返回head(由于n==1,这里的head其实就是last)。后继节点放在函数外,以免每次递归的时候都被设空导致某些问题的出现。 在if函数之外的部分与前文相同,读者可自行参阅。 看完反转函数,我们来看主函数。 如果left==1,符合我们写的反转函数,则直接返回运行结果即可。 否则,不断向前试探,直到符合上述情况。 运行结果: 首先看代码: # 方法二:头插法(只遍历一遍) def reverseBetween(self, head: Optional[ListNode], left: int, right: int) -> Optional[ListNode]: dummy = ListNode(-1) dummy.next = head pre = dummy for i in range(left-1): pre = pre.next cur = pre.next # 反转的起点 for i in range(right-left): tmp = cur.next cur.next = tmp.next tmp.next = pre.next pre.next = tmp return dummy.next尽管代码十分简洁,理解有些压力。 首先我们设虚拟头节点以防止头节点为的空特殊情况。 将pre移动到标定为left的左侧一个节点。(如:left=3,第三个节点,我们将pre移动到链表第二个节点) 随后让cur表示反转的起点(即标定left的节点)。 下一个for函数中,我们进行反转操作。与普通的反转链表不同之处在于,这里的tmp并不是简单的中间变量,而也要参与到翻转过程。 例如现在反转(1 -> )2 -> 3 -> 5 -> 7: 首先,(pre=1),cur=2,tmp=3; 随后,2指向5,3指向2,即:(1 -> )2,3 -> 2 -> 5 -> 7; 最后,让pre指向3,即:(1 -> )3 -> 2 -> 5 -> 7; 可见,我们只需要一共操作right-left=3次,就可以将这一段链表全部反转。 当全部执行完,返回虚拟头节点的next即可。 运行结果: 首先看代码: # 方法三:穿针引线法(遍历两遍) def reverse_linked_list(self,head:ListNode): pre = None cur = head while cur: nxt = cur.next cur.next = pre pre = cur cur = nxt def reverseBetween(self, head: Optional[ListNode], left: int, right: int) -> Optional[ListNode]: dummy = ListNode(-1) dummy.next = head pre = dummy for _ in range(left - 1): pre = pre.next right_node = pre for _ in range(right - left + 1): right_node = right_node.next left_node = pre.next succ = right_node.next pre.next = None right_node.next = None self.reverse_linked_list(left_node) pre.next = right_node left_node.next = succ return dummy.next首先,依然设置虚拟头节点。 以下一共分为5步: 第一步,pre从虚拟头节点走left-1步,走到left前一个节点。 第二步,right_node从现在的pre走right-left+1步,走到right节点。 第三步,切出我们想要的子链表,即从左节点到右节点。同时,要切断主链表与子链表的连接,以便后续反转该子链表。 第四步,我们反转子链表。 第五步,将反转后的子链表接回原来的链表中。 运行结果: |
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