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python之链表的反转方式

作者:一叶知秋的BLOG

这篇文章主要介绍了python之链表的反转方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教

python链表的反转

反转链表

给你单链表的头节点 head ,请你反转链表,并返回反转后的链表。

示例 3:

题解

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution:
    """
    解题思路:
    1.新建一个头指针
    2.遍历head链表,依次在新的头节点位置插入,达到反转的效果
    """
    def reverseList(self, head: ListNode) -> ListNode:
        # 循环
        new_head = None

        while head:
            per = head.next # pre 为后置节点,及当前节点的下一个节点

            head.next = new_head # 插入头节点元素

            new_head = head # 把串起来的链表赋值给头指针

            head = per  # 向后移一个单位
        
        return  new_head  # 返回一个新的链表
                

python反转链表相关技巧

给定一个单链表的头结点pHead(该头节点是有值的,比如在下图,它的val是1),长度为n,反转该链表后,返回新链表的表头。

要求:空间复杂度 O(1)O(1) ,时间复杂度 O(n)O(n) 。

输入:

{1,2,3}

返回值:

{3,2,1}

先来看最基本的反转链表代码:

# -*- coding:utf-8 -*-
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None
class Solution:
    # 返回ListNode
    def ReverseList(self, pHead):
        # write code here
        cur = pHead
        pre = None
        while cur:
            nextNode = cur.next
            cur.next = pre
            pre = cur
            cur = nextNode
        return pre

关键公式

抓住几个关键点:

对于反转链表的问题,抓住原链表的头节点、原链表的尾节点、反转循环条件、反转链表的尾节点这几个主要角色,基本没什么问题。

接下来,举两个例子:

链表内指定区间反转

链表中的节点每k个一组翻转

链表内指定区间反转

将一个节点数为 size 链表 m 位置到 n 位置之间的区间反转,要求时间复杂度 O(n),空间复杂度 O(1)。

要求:时间复杂度 O(n) ,空间复杂度 O(n)

进阶:时间复杂度 O(n),空间复杂度 O(1)

输入:

{1,2,3,4,5},2,4

返回值:

{1,4,3,2,5}

套用公式

这道题目和baseline的区别是,是将对整个链表的反转改成链表 m 位置到 n 位置之间的区间反转,来套一下公式:

和前面的比,需要额外注意下:

代码实现

先看下套公式部分的代码:

# 找到pre和cur
i = 1
while i<m:
    pre = cur
    cur = cur.next
    i = i+1
 
# 在指定区间内反转
preHead = pre
while i<=n:
    nextNode = cur.next
    cur.next = pre
    pre = cur
    cur = nextNode
    i = i+1
 

穿针引线部分代码:

nextNode = preHead.next
preHead.next = pre
if nextNode:
    nextNode.next = cur
 

完整代码:

class ListNode:
    def __init__(self, x):
        self.val = x
        self.next = None
 
class Solution:
    def reverseBetween(self , head , m , n ):
        # write code here
        dummpyNode = ListNode(-1)
        dummpyNode.next = head
        pre = dummpyNode
        cur = head
 
        i = 1
        while i<m:
            pre = cur
            cur = cur.next
            i = i+1
 
        preHead = pre
        while i<=n:
            nextNode = cur.next
            cur.next = pre
            pre = cur
            cur = nextNode
            i = i+1
        
        nextNode = preHead.next
        preHead.next = pre
        if nextNode:
            nextNode.next = cur
 
        return dummpyNode.next

链表中的节点每k个一组翻转

将给出的链表中的节点每 k 个一组翻转,返回翻转后的链表

如果链表中的节点数不是 k 的倍数,将最后剩下的节点保持原样

你不能更改节点中的值,只能更改节点本身。

要求空间复杂度 O(1),时间复杂度 O(n)

输入:

{1,2,3,4,5},2

返回值:

{2,1,4,3,5}

套用公式

这道题目和baseline的区别是,是将对整个链表的反转改成每k个一组反转,如果节点数不是k的倍数,剩下的节点保持原样。

先分段来看,假设面对位置1-位置k的链表:

先看下套公式部分的代码:

pre = None
cur = head
tail = head
 
 
i = 1
while i<=k:
    nextNode = cur.next
    cur.next = pre
    pre = cur
    cur = nextNode
    i = i+1

这样,我们就得到了1 位置1-位置k的反转链表。

此时:

那么,得到位置k+1-位置2k的反转链表,就可以用递归的思路,用tail.next=reverse(cur,k)

需要注意:如果链表中的节点数不是 k 的倍数,将最后剩下的节点保持原样

i = 1
tmp = cur
while i<=k:
    if tmp:
        tmp = tmp.next
    else:
        return head
    i = i+1

代码实现

完整代码:

class ListNode:
    def __init__(self, x):
        self.val = x
        self.next = None
 
class Solution:
    def reverseKGroup(self , head , k ):
       
        # write code here
        return self.reverse(head, k )
    
    def reverse(self , head , k ):
        pre = None
        cur = head
        tail = head
 
        i = 1
        tmp = cur
        while i<=k:
            if tmp:
                tmp = tmp.next
            else:
                return head
            i = i+1
        
        i = 1
        while i<=k:
            nextNode = cur.next
            cur.next = pre
            pre = cur
            cur = nextNode
            i = i+1
 
        tail.next = self.reverse(cur, k)
        return pre

好了,抓住几个关键点:

想清楚这几个关键点都是如何定义的,基本题目都可以迎刃而解啦。

总结

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持脚本之家。

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