[LeetCode] 25. Reverse Nodes in k-Group

Given a linked list, reverse the nodes of a linked list k at a time and return its modified list.

k is a positive integer and is less than or equal to the length of the linked list. If the number of nodes is not a multiple of k then left-out nodes, in the end, should remain as it is.

Follow up:

• Could you solve the problem in O(1) extra memory space?
• You may not alter the values in the list's nodes, only nodes itself may be changed.

Example 1:

Input: head = [1,2,3,4,5], k = 2
Output: [2,1,4,3,5]

Example 2:

Input: head = [1,2,3,4,5], k = 3
Output: [3,2,1,4,5]

Example 3:

Input: head = [1,2,3,4,5], k = 1
Output: [1,2,3,4,5]

Example 4:

Input: head = [1], k = 1
Output: [1]

Constraints:

• The number of nodes in the list is in the range sz.
• 1 <= sz <= 5000
• 0 <= Node.val <= 1000
• 1 <= k <= sz

每k个一组翻转链表。题意是请将input中每K个node进行翻转。递归的思路是用cur指针遍历input，然后用count记录遍历的node个数。因为cur是从head开始的，所以当count == K的时候，cur已经到了第K + 1个node的地方了。此时用递归调用，反转K个node。若不足K个的时候，不会进行翻转。

时间O(n)

空间O(n)

JavaScript实现

/**
 * @param {ListNode} head
 * @param {number} k
 * @return {ListNode}
 */
var reverseKGroup = function(head, k) {
    // corner case
    if (head === null || head.next === null) {
        return head;
    }

    // normal case
    let count = 0;
    let cur = head;
    while (cur !== null && count != k) {
        cur = cur.next;
        count++;
    }
    if (count === k) {
        cur = reverseKGroup(cur, k);
        while (count-- > 0) {
            let next = head.next;
            head.next = cur;
            cur = head;
            head = next;
        }
        head = cur;
    }
    return head;
};

迭代的思路是设置两个pointer，start和end，卡住需要翻转的部分，同时需要记录一个pre和一个nextStart这样翻转完了之后不至于丢失前后的node。一个很好的图示，帮助理解。思路如下，

步骤分解:

• 链表分区为已翻转部分+待翻转部分+未翻转部分
• 每次翻转前，要确定翻转链表的范围，这个必须通过 k 此循环来确定
• 需记录翻转链表前驱和后继，方便翻转完成后把已翻转部分和未翻转部分连接起来
• 初始需要两个变量 pre 和 end，pre 代表待翻转链表的前驱，end 代表待翻转链表的末尾
• 经过k此循环，end 到达末尾，记录待翻转链表的后继 next = end.next
• 翻转链表，然后将三部分链表连接起来，然后重置 pre 和 end 指针，然后进入下一次循环
• 特殊情况，当翻转部分长度不足 k 时，在定位 end 完成后，end==null，已经到达末尾，说明题目已完成，直接返回即可
• 时间复杂度为 O(n*K)O(n∗K) 最好的情况为 O(n) 最差的情况为 O(n^2)
• 空间复杂度为 O(1) 除了几个必须的节点指针外，我们并没有占用其他空间

作者：reals
链接：https://leetcode-cn.com/problems/reverse-nodes-in-k-group/solution/tu-jie-kge-yi-zu-fan-zhuan-lian-biao-by-user7208t/
来源：力扣（LeetCode）
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时间O(n)

空间O(1) - 题目要求不使用额外空间

Java实现

class Solution {
    public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
        ListNode dummy = new ListNode(0);
        dummy.next = head;
        ListNode pre = dummy;
        ListNode end = dummy;
        while (end != null) {
            for (int i = 0; i < k && end != null; i++) {
                end = end.next;
            }
            if (end == null) {
                break;
            }
            ListNode nextStart = end.next;
            ListNode start = pre.next;
            end.next = null;
            pre.next = reverse(start);
            // 保持下次循环一致的位置
            start.next = nextStart;
            pre = start;
            end = pre;
        }
        return dummy.next;
    }

    private ListNode reverse(ListNode head) {
        ListNode pre = null;
        ListNode cur = head;
        while (cur != null) {
            ListNode next = cur.next;
            cur.next = pre;
            pre = cur;
            cur = next;
        }
        return pre;
    }
}

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