【数据结构和算法】奇偶链表

其他系列文章导航

Java基础合集
数据结构与算法合集

设计模式合集

多线程合集

分布式合集

ES合集

文章目录

其他系列文章导航

文章目录

前言

一、题目描述

二、题解

2.1 方法一：分离节点后合并

三、代码

3.1 方法一：分离节点后合并

四、复杂度分析

4.1 方法一：分离节点后合并

前言

这是力扣的 328 题，难度为中等，解题方案有很多种，本文讲解我认为最奇妙的一种。

慢慢开始链表的模块了，这道题是一道非常好的队列的例题，很有代表性。

一、题目描述

给定单链表的头节点 head ，将所有索引为奇数的节点和索引为偶数的节点分别组合在一起，然后返回重新排序的列表。

第一个节点的索引被认为是奇数， 第二个节点的索引为偶数，以此类推。

请注意，偶数组和奇数组内部的相对顺序应该与输入时保持一致。

你必须在 O(1) 的额外空间复杂度和 O(n) 的时间复杂度下解决这个问题。

示例 1:

输入: head = [1,2,3,4,5]
输出: [1,3,5,2,4]

示例 2:

输入: head = [2,1,3,5,6,4,7]
输出: [2,3,6,7,1,5,4]

提示:

n == 链表中的节点数
0 <= n <= 104
-106 <= Node.val <= 106

二、题解

2.1 方法一：分离节点后合并

思路与算法：

如果链表为空，则直接返回链表。

对于原始链表，每个节点都是奇数节点或偶数节点。头节点是奇数节点，头节点的后一个节点是偶数节点，相邻节点的奇偶性不同。因此可以将奇数节点和偶数节点分离成奇数链表和偶数链表，然后将偶数链表连接在奇数链表之后，合并后的链表即为结果链表。

原始链表的头节点 head 也是奇数链表的头节点以及结果链表的头节点，head 的后一个节点是偶数链表的头节点。令 evenHead = head.next，则 evenHead 是偶数链表的头节点。

维护两个指针 odd 和 even 分别指向奇数节点和偶数节点，初始时 odd = head，even = evenHead。通过迭代的方式将奇数节点和偶数节点分离成两个链表，每一步首先更新奇数节点，然后更新偶数节点。

更新奇数节点时，奇数节点的后一个节点需要指向偶数节点的后一个节点，因此令 odd.next = even.next，然后令 odd = odd.next，此时 odd 变成 even 的后一个节点。
更新偶数节点时，偶数节点的后一个节点需要指向奇数节点的后一个节点，因此令 even.next = odd.next，然后令 even = even.next，此时 even 变成 odd 的后一个节点。

在上述操作之后，即完成了对一个奇数节点和一个偶数节点的分离。重复上述操作，直到全部节点分离完毕。全部节点分离完毕的条件是 even 为空节点或者 even.next 为空节点，此时 odd 指向最后一个奇数节点（即奇数链表的最后一个节点）。

最后令 odd.next = evenHead，将偶数链表连接在奇数链表之后，即完成了奇数链表和偶数链表的合并，结果链表的头节点仍然是 head。

如下图所示：

三、代码

3.1 方法一：分离节点后合并

Java版本：

class Solution {    public ListNode oddEvenList(ListNode head) {if (head == null) {return head;}ListNode odd = head;ListNode evenHead = head.next;ListNode even = evenHead;while (even != null && even.next != null) {odd.next = even.next;odd = odd.next;even.next = odd.next;even = even.next;}odd.next = evenHead;return head;}
}

C++版本：

class Solution {
public:ListNode* oddEvenList(ListNode* head) {if (head == nullptr) {return head;}ListNode* evenHead = head->next;ListNode* odd = head;ListNode* even = evenHead;while (even != nullptr && even->next != nullptr) {odd->next = even->next;odd = odd->next;even->next = odd->next;even = even->next;}odd->next = evenHead;return head;}
};

Python版本：

class Solution:def oddEvenList(self, head: ListNode) -> ListNode:if not head:return headevenHead = head.nextodd, even = head, evenHeadwhile even and even.next:odd.next = even.nextodd = odd.nexteven.next = odd.nexteven = even.nextodd.next = evenHeadreturn head

Go版本：

func oddEvenList(head *ListNode) *ListNode {if head == nil {return head}evenHead := head.Nextodd := headeven := evenHeadfor even != nil && even.Next != nil {odd.Next = even.Nextodd = odd.Nexteven.Next = odd.Nexteven = even.Next}odd.Next = evenHeadreturn head
}