题目14 - 链表操作

题目描述

给定一个链表，实现函数reverseBetween来反转从位置m到n的链表。在反转前记录链表的长度，判断链表长度与给定的m和n下标是否合法。

例如，

给定单链表1->2->3->4->5，m = 2，n = 4，

返回1->4->3->2->5。

函数定义

def reverseBetween(head: ListNode, m: int, n: int) -> ListNode:
    pass

输入

• head：链表头指针。
• m：待反转链表的起始位置。
• n：待反转链表的结束位置。

输出

• 返回反转后的链表的头指针。

题目分析

这道题的思路很简单：首先遍历一遍链表，找到待反转链表的起始节点start和结束节点end。

设计四个指针：

• prev指向链表m-1位置的节点，用于连接反转后的链表。
• cur指向链表m位置的节点，用于反转。
• next指向链表m+1位置的节点，用于反转。
• tail指向链表n位置的节点，用于连接后续链表。

在反转链表节点时，需要进行以下操作：

while m < n:
    next = cur.next
    cur.next = prev
    prev, cur = cur, next
    m += 1

最后，需要连接起前后部分的链表：

start.next = prev
tail.next = cur

完整的实现请参考以下代码：

代码实现

class ListNode:
    def __init__(self, val=0, next=None):
        self.val = val
        self.next = next

def reverseBetween(head: ListNode, m: int, n: int) -> ListNode:
    if not head or m == n:
        return head

    cnt, start = 1, ListNode(0, head)
    prev, cur = start, head
    while cnt < m:
        prev, cur = cur, cur.next
        cnt += 1
    start = prev
    while cnt <= n:
        next = cur.next
        cur.next = prev
        prev, cur = cur, next
        cnt += 1
    start.next.next = cur
    start.next = prev
    return start.next

# 测试代码
if __name__ == '__main__':
    head = ListNode(1, ListNode(2, ListNode(3, ListNode(4, ListNode(5)))))
    m = 2
    n = 4
    new_head = reverseBetween(head, m, n)
    lst = []
    while new_head:
        lst.append(str(new_head.val))
        new_head = new_head.next
    assert ''.join(lst) == '14325'