LeetCode 92 | 大公司常考的面試題，翻轉鏈表當中指定部分

今天是LeetCode專題的第58篇文章，咱們一塊兒來看看LeetCode 92題，翻轉鏈表II(Reverse LInked List II)。

這題的官方難度是Medium，2451個贊同，145個反對，經過率38.6%。從這份數據上咱們也看得出來，這題的質量很高，廣受好評。也的確如此，這是一道很是經典的鏈表問題，不只考驗咱們對於鏈表的理解和掌握，並且對基本功的要求也很高。

題意

給定一個鏈表和兩個整數m和n，m和n分別表明鏈表當中的第m和第n個元素，其中m <= n。要求咱們經過一次遍歷將鏈表當中m到n這一段元素進行翻轉。

樣例

Input: 1->2->3->4->5->NULL, m = 2, n = 4
Output: 1->4->3->2->5->NULL

題解

這題的題意很直接，就是讓咱們翻轉鏈表當中指定的部分，而且只能經過一次遍歷完成。

咱們很容易想明白，經過m和n咱們能夠將鏈表分紅三個部分：

分別是m左側的，m到n之間的也就是咱們須要翻轉的部分，以及n右側的部分。固然這裏可能存在一個特殊狀況，m左側和n的右側都有可能沒有元素，咱們能夠先忽略，先考慮最通常的狀況。

翻轉鏈表咱們最經常使用的方法就是先把[m, n]區間裏的元素先存儲起來，人工翻轉了以後，再從新構建成一段鏈表，替換原鏈表對應的部分。可是很明顯也能夠發現，這樣作是不符合題目要求的。由於咱們存儲元素遍歷了鏈表一次，咱們在構建鏈表的時候又遍歷了一次，至少須要兩次遍歷才能夠完成。

那怎麼樣才能一次遍歷完成鏈表的翻轉呢？其實也很簡單，咱們只須要倒敘插入就行了。

好比咱們有這樣一段鏈表，咱們想要翻轉其中二、三、4這三個節點：

首先，咱們從1開始，1是翻轉以後的起始部分。咱們先記錄下1的位置，這裏1指向2保持不變。對於2號節點咱們須要記錄下它的後繼，這裏咱們用tmp記錄2號節點的後繼，也就是3號節點。以後咱們將2號節點的後繼置爲None。

再下一步，咱們用tmp記錄3號節點的後繼，將3號節點的後繼指向2號節點。

最後，咱們如法炮製，將4號節點的後繼指向3號節點，將1號節點的後繼指向4號節點，而且將2號節點的後繼指向4號節點的原後繼，也就是None。這樣咱們就完成了鏈表部分的翻轉，其中的原理很簡單，就是利用了鏈表遍歷和插入時候的性質，每次將須要翻轉部分元素的後繼指向它們本來的前驅。這句話有些拗口，可是多讀幾遍也就理解了。

這個思路很是簡單，可是用代碼實現卻不容易，很容易寫錯。尤爲是在賦值的時候，很容易搞錯指針到底應該指向哪裏，到底須要哪些臨時變量。關於這些內容沒有太好的辦法，只能增強訓練，提高本身的基本功。

最後， 咱們考慮一下特殊狀況。題目當中的特殊狀況有兩種， 第一種是m=1，第二種是n=鏈表末尾。其中第二種不算是特殊狀況，由於在鏈表當中末尾的元素也有後繼，就是None。可是m=1的狀況須要當心，由於m=1的時候，翻轉部分是沒有前驅的，稍稍有些不一樣。解決也很簡單，咱們單獨特判一下這種狀況，人爲建立一個前驅節點便可。

貼上代碼：

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution:
    def reverseBetween(self, head: ListNode, m: int, n: int) -> ListNode:
        if m == n:
            return head
        
        pnt = head
        # 移動m-2格，到達翻轉部分的前驅節點
        for i in range(m-2):
            pnt = pnt.next
            
        
        flag = False
        # 特判m=1的狀況，若是m=1那麼人爲製造一個節點做爲前驅
        if m == 1:
            flag = True
            pnt = ListNode(0)
            pnt.next = head
            head = pnt
            
        # cur即當前待翻轉的節點
        cur = pnt.next
        # pre表示cur的前驅
        pre = pnt
        # last表示最後一個翻轉的元素
        last = pnt.next
            
        for i in range(m, n+1):
            # 先記錄下當前節點的後繼
            nxt = cur.next
            # 將當前節點的後繼指向前驅
            cur.next = pre
            pnt.next = cur
            pre = cur
            cur = nxt
            
        # 將last指向翻轉以後的元素，將鏈表串起來
        last.next = cur
        return head.next if flag else head
            
            

總結

鏈表的相關操做很是考驗基本功，雖然算法簡單，可是對鏈表不熟悉，邏輯思考能力稍稍弱一些的同窗想要作出這道題仍是比較困難的。也所以，不少公司在面試的時候喜歡詢問鏈表相關的操做和算法，以此考察候選人的基本功。若是想要進入大公司的，建議好好練習一下相關的問題，必定會有幫助的。

今天的文章到這裏就結束了，若是喜歡本文的話，請來一波素質三連，給我一點支持吧（關注、轉發、點贊）。

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