链表--24. 两两交换链表中的节点/medium 理解度C

24. 两两交换链表中的节点

  • 1、题目
  • 2、题目分析
  • 3、复杂度最优解代码示例
  • 4、适用场景

1、题目

给你一个链表,两两交换其中相邻的节点,并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题(即,只能进行节点交换)。

 

示例 1:

输入:head = [1,2,3,4]
输出:[2,1,4,3]

示例 2:

输入:head = []
输出:[]

示例 3:

输入:head = [1]
输出:[1]

 

提示:

  • 链表中节点的数目在范围 [0, 100]
  • 0 <= Node.val <= 100
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2、题目分析

两两交换(交换start、end)其实就是涉及三条指针的调整:p1->start->end->
指针1:p1->start 要调整为 p1->end
指针2:start->end 要调整为 start->
指针3:end-> 要调整为 end->start

3、复杂度最优解代码示例

    public ListNode swapPairs(ListNode head) {// 哨兵节点ListNode pre = new ListNode(0);pre.next = head;ListNode p1 = pre;while(p1.next != null && p1.next.next != null) {// 每次循环交换 start、endListNode start = p1.next;ListNode end = p1.next.next;// 两两交换(交换start、end)其实是涉及三条指针的调整:p1->start->end->p1.next = end; // 调整指针1start.next = end.next; // 调整指针2end.next = start; // 调整指针3// 经过以上对三条指针的调整,结果如:p1->end->start->// 开启下次循环p1 = start;}return pre.next;}

4、适用场景

两两交换链表中的节点,即对链表进行排序操作。这种操作适用于以下场景:

  1. 数据排序需求:当需要对链表中的数据按照特定顺序进行排列时,可以使用两两交换节点的方法。这在数据库、文件系统和各种数据处理任务中很常见。
  2. 算法教学与学习:在计算机科学的教学中,两两交换节点常作为演示基本排序算法(如冒泡排序)的例子。
  3. 链表去重:在某些情况下,如果链表中存在重复的数据,并且要求结果链表中的数据不重复,可以通过排序后合并相邻的重复节点来实现去重。
  4. 链表反转:虽然链表反转通常不需要排序,但两两交换节点的技巧可以用于将链表反转,这是一种特定的排序方式。
  5. 优化搜索操作:如果链表中的数据经常需要进行搜索操作,且数据分布有一定的规律性,通过排序可以大大提高搜索效率。
  6. 内存管理:在内存管理中,有时需要将内存块按照大小进行排序,以便更有效地分配和回收内存。
  7. 图形处理:在图形学中,对顶点或多边形进行排序是常见的操作,例如在计算几何中对点集进行排序以简化后续处理。
  8. 游戏开发:在游戏中,可能需要对实体(如敌人、道具等)按照某种属性(如位置、速度等)进行排序,以便进行有效的碰撞检测或者渲染优化。
  9. 网络编程:在网络编程中,可能需要对收到的数据包按照时间戳或者其他关键字进行排序,以便后续处理。
  10. 生物信息学:在生物信息学中,对基因序列或者蛋白质结构进行排序是分析的一部分,有助于发现其中的规律。
  11. 金融分析:在金融领域,对交易记录或者股票价格进行排序可以帮助分析师发现市场趋势。
  12. 实时系统:在实时系统中,对任务按照优先级进行排序是实现调度的基础。

在实际应用中,两两交换链表中节点的操作通常是链表排序算法的一部分,而排序算法的选择则取决于具体的应用场景和性能要求。

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