C/C++ BM2链表内指定区间反转

文章目录

  • 前言
  • 题目
  • 1. 解决方案一
    • 1.1 思路阐述
    • 1.2 源码
  • 2. 解决方案二
    • 2.1 思路阐述
    • 2.2 源码
  • 总结

前言

这题是BM1的升级版,不过是把完整的链表翻转变成了指定区间。

题目

在这里插入图片描述

描述
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)。
例如:
给出的链表为 1→2→3→4→5→NULL
返回 1→4→3→2→5→NULL

数据范围: 链表长度 0<size≤10000<size≤1000,0<m≤n≤size0<m≤n≤size,链表中每个节点的值满足 ∣val∣≤1000
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)

示例1
输入:

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

返回值:

{1,4,3,2,5}

示例2
输入:

{5},1,1

返回值:

{5}


1. 解决方案一

1.1 思路阐述

做完BM1,再做BM2,第一反应就是套用BM1的代码。
这里套用BM1的思路2。
BM1是全局翻转,所以只要从第一个节点开始反转即可;

BM2是区间翻转,因此要找到区间的起始节点,即第m个节点开始的子链表,再把区间m到n的节点翻转,再拼凑前后端链表即可。

代码具体思路如下

  1. 添加表头,定义前序节点;
  2. 找到第m个节点的前一个节点。这里找前一个节点而不是直接定位到第m个节点,因为后续取子链表的时候,如果是m节点,会出现节点个数少1的情况。比如输入{5,3},1,2。在分离前链表的时候,由于pre指向的是m的位置,也就是5,如果把5的后面节点置为空节点,那么相当于倒置的是m后面的节点m1到n的子链表。但是对于我们自定义的这个输入,pre其实应该指向的是头结点-1的位置,头结点后的5,3才是我们要倒置的链表。
  3. 找到第n个节点的位置;
  4. 取两个链表,一个是m开始的链表,一个是n后面的尾链表
  5. 分离子链表,把m前面的链表和m开始的链表断开;把n开始的链表和n后面的尾链表断开;
  6. 翻转m开始的链表(这时候m开始的链表已经是m到n区间的链表了)
  7. 把刚才分离的链表拼接上翻转后的链表
  8. 返回头结点res的下一个节点开始的链表

下面是我画的一个流程草图

在这里插入图片描述

1.2 源码

class Solution {
public:ListNode* reverseBetween(ListNode* head, int m, int n) {//加个表头ListNode* res = new ListNode(-1);res->next = head;//前序节点ListNode* pre = res; //找到m的前一个节点for(int i = 1; i < m; i++){ pre=pre->next;}//找到nListNode *nNode=pre;for(int i = 0; i < n-m+1; i++){ nNode=nNode->next;}//取子链表ListNode *LeftNode=pre->next;ListNode *cur=nNode->next;//分离子链表pre->next=nullptr;nNode->next=nullptr;//翻转区间链表reverseLinkList(LeftNode);//拼接链表pre->next=nNode;LeftNode->next=cur;//返回去掉表头return res->next; }void reverseLinkList(ListNode *head){ListNode *pre = nullptr;ListNode *cur = head;while(cur!=nullptr){ListNode *next = cur->next;cur->next = pre;pre = cur;cur = next;}}
};

2. 解决方案二

2.1 思路阐述

相比于第一种方法,这种方法就不涉及到拆分和拼接链表的过程。
方法二是断开要倒置的链表节点,将其插入到前一个节点去,其他保持不变。最主要的是要理清楚节点之间的关系。

  • 添加表头,定义前序节点和当前节点
  • 找到m节点的位置,作为当前节点。前序节点为cur当前节点的前一个节点。
  • 因为n是始终大于m的,所以我们可以使用for循环,翻转m到n之间的节点。

翻转过程如下

  • 首先保存下一个要反转子链表表头temp
  • 将当前节点cur和temp之间断开,将cur直接与反转子链表表头temp的后续节点相连,这一步就是断开cur与temp的关系,同时把temp节点独立出来。
  • 接下来就是一个插入节点的过程;首先就是保证原有链表顺序不发生变化,将temp的下一个节点指向当前节点cur,再将cur的前序节点的下一个节点指向temp,断开cur前序节点和cur之间的关系,并将pre作为temp的前序节点,从而完成倒置效果。
  • 重复上述操作,重复次数即为m到n之间的节点个数。
  • 最后是返回表头节点对应的下一个节点开始的链表。
    下面是我画的草图
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

2.2 源码

class Solution {
public:ListNode* reverseBetween(ListNode* head, int m, int n) {//加个表头ListNode* res = new ListNode(-1);res->next = head;//前序节点ListNode* pre = res; //当前节点ListNode* cur = head; //找到mfor(int i = 1; i < m; i++){ pre = cur;cur = cur->next;}//从m反转到nfor(int i = m; i < n; i++){ ListNode* temp = cur->next;cur->next = temp->next;temp->next = pre->next;pre->next = temp;}//返回去掉表头return res->next; }
};

总结

这道题是结合了BM1的链表翻转,并增添了遍历指定位置节点、链表断表、插入、组合等操作。难度比上一题BM1加大,核心思想不变,依旧是倒置链表。

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