【LeetCode題解】24_兩兩交換連結串列中的節點(Swap-Nodes-in-Pairs)
阿新 • • 發佈:2018-11-21
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描述
給定一個連結串列,兩兩交換其中相鄰的節點,並返回交換後的連結串列。
示例:
給定 1->2->3->4, 你應該返回 2->1->4->3.
說明:
- 你的演算法只能使用常數的額外空間。
- 你不能只是單純的改變節點內部的值,而是需要實際的進行節點交換。
解法一:迭代
思路
這道題的思路其實很直接(改變一對節點的 next
指標),比較難的是該如何進行交換。這裡,我首先生成一個虛擬頭節點 dummy
,這樣可以將後面執行的操作統一起來,不用區分是否為連結串列的頭部(head)。接著,藉助於兩個指標 first
和 second
,實現兩個節點的“交換”。
Java 實現
/** * Definition for singly-linked list. * public class ListNode { * int val; * ListNode next; * ListNode(int x) { val = x; } * } */ class Solution { public ListNode swapPairs(ListNode head) { ListNode dummy = new ListNode(-1); dummy.next = head; ListNode curr = dummy; while (curr.next != null && curr.next.next != null) { ListNode first = curr.next; ListNode second = curr.next.next; // swap two nodes first.next = second.next; second.next = first; curr.next = second; // update to next iteration curr = curr.next.next; } return dummy.next; } } // Runtime: 2 ms // Your runtime beats 100.00 % of java submissions.
Python 實現
# Definition for singly-linked list. # class ListNode: # def __init__(self, x): # self.val = x # self.next = None class Solution: def swapPairs(self, head): """ :type head: ListNode :rtype: ListNode """ dummy = ListNode(-1) dummy.next, curr = head, dummy while curr.next and curr.next.next: first, second = curr.next, curr.next.next # swap two nodes first.next, second.next, curr.next = second.next, first, second # update to next iteration curr = curr.next.next return dummy.next # Runtime: 32 ms # Your runtime beats 100.00 % of python3 submissions.
複雜度分析
- 時間複雜度:\(O(n)\),其中 \(n\) 表示連結串列的長度(節點的數目)。迴圈需要的次數為 \(\left \lfloor \frac{n}{2} \right \rfloor\),且迴圈中執行的操作的時間複雜度為 \(O(1)\),因此,總的時間複雜度是 \(O(n)\)。
- 空間複雜度:\(O(1)\),只需要儲存 4 個節點的引用和一個虛擬頭結點。
解法二:遞迴(不滿足空間複雜度要求)
思路
遞迴的方式也需要改變一對節點的 next
指標,不同的是,遞迴的方式首先遞迴到連結串列的尾部,然後從連結串列的尾部開始交換節點,一直到連結串列的頭部。
Java 實現
/**
* Definition for singly-linked list.
* public class ListNode {
* int val;
* ListNode next;
* ListNode(int x) { val = x; }
* }
*/
class Solution {
public ListNode swapPairs(ListNode head) {
if (head == null || head.next == null) {
return head;
}
ListNode p = head.next;
head.next = swapPairs(head.next.next);
p.next = head;
return p;
}
}
// Runtime: 2 ms
// Your runtime beats 100.00 % of java submissions.
Python 實現
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
# def __init__(self, x):
# self.val = x
# self.next = None
class Solution:
def swapPairs(self, head):
"""
:type head: ListNode
:rtype: ListNode
"""
if not head or not head.next:
return head
p = head.next
head.next = self.swapPairs(head.next.next)
p.next = head
return p
複雜度分析
- 時間複雜度:\(O(n)\),其中 \(n\) 表示連結串列的長度(節點的數目)。
- 空間複雜度:\(O(n)\),遞迴呼叫佔用系統棧空間,遞迴的深度為 \(\left \lfloor \frac{n}{2} \right \rfloor\)。