两两交换链表中的节点

给定一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后的链表。

你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际的进行节点交换。

示例:

给定 1->2->3->4, 你应该返回 2->1->4->3.

思路

方法一：递归

算法：

从链表的头节点 head 开始递归。
每次递归都负责交换一对节点。由 firstNode 和 secondNode 表示要交换的两个节点。
下一次递归则是传递的是下一对需要交换的节点。若链表中还有节点，则继续递归。
交换了两个节点以后，返回 secondNode，因为它是交换后的新头。
在所有节点交换完成以后，我们返回交换后的头，实际上是原始链表的第二个节点。

复杂度分析

  • 时间复杂度：O(N)O(N)，其中 NN 指的是链表的节点数量。
  • 空间复杂度：O(N)O(N)，递归过程使用的堆栈空间。

代码

/**
 * 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 ans=head.next;
                ListNode temp=swapPairs(head.next.next);
                ans.next=head;
                head.next=temp;
                return ans;
    }
}

方法二：迭代


我们把链表分为两部分，即奇数节点为一部分，偶数节点为一部分，A 指的是交换节点中的前面的节点，B 指的是要交换节点中的后面的节点。在完成它们的交换，我们还得用 prevNode 记录 A 的前驱节点。

算法：

  1. firstNode（即 A） 和 secondNode（即 B） 分别遍历偶数节点和奇数节点，即两步看作一步。
  2. 交换两个节点： 
 firstNode.next = secondNode.next
 secondNode.next = firstNode

3 还需要更新 prevNode.next 指向交换后的头。

prevNode.next = secondNode

4  迭代完成后得到最终的交换结果。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode swapPairs(ListNode head) {

        // Dummy node acts as the prevNode for the head node
        // of the list and hence stores pointer to the head node.
        ListNode dummy = new ListNode(-1);
        dummy.next = head;

        ListNode prevNode = dummy;

        while ((head != null) && (head.next != null)) {

            // Nodes to be swapped
            ListNode firstNode = head;
            ListNode secondNode = head.next;

            // Swapping
            prevNode.next = secondNode;
            firstNode.next = secondNode.next;
            secondNode.next = firstNode;

            // Reinitializing the head and prevNode for next swap
            prevNode = firstNode;
            head = firstNode.next; // jump
        }

        // Return the new head node.
        return dummy.next;
    }
}

主方法

 

public class ListNode {
    int val;
    ListNode next = null;
    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}
public static void main(String[] args) {
        ListNode pHead = new ListNode(1);
        ListNode pHead1 = new ListNode(2);
        ListNode pHead2 = new ListNode(3);
        ListNode pHead3 = new ListNode(4);

        pHead.next = pHead1;
        pHead1.next =pHead2;
        pHead2.next =pHead3;

        ListNode newpHead = swapPairs(pHead);
        while (newpHead != null) {
            System.out.println(newpHead.val);
            newpHead = newpHead.next;
        }
    }