每k个一组翻转链表

题目分析

本题要求将链表中每连续k个节点作为一组进行翻转，如果剩余节点不足k个，则保持原有顺序。
为实现该功能，我们可以考虑如下方法：

解题思路与算法

本题适合使用链表操作和指针的模拟实现，具体思路为：

• 使用虚拟头节点（dummy node）简化链表的操作。
• 每次从链表头节点开始，判断接下来的k个节点是否存在：
  • 如果存在，则进行翻转操作。
  • 如果不存在，结束循环，返回结果。
• 翻转每组k个节点时，需要记录前一组的尾节点和下一组的头节点，便于连接已翻转好的部分。

算法流程：

1. 创建虚拟头节点，指向链表头。
2. 用指针定位需要翻转的一组节点的头尾，执行翻转。
3. 完成翻转后重新连接翻转后的链表片段。
4. 重复上述步骤直到遍历结束。

复杂度分析

• 时间复杂度：$O(n)$，其中 $n$ 是链表节点个数，每个节点只会被访问常数次。
• 空间复杂度：$O(1)$，未使用额外空间。

参考代码

Python代码

# 定义链表节点
class ListNode:
    def __init__(self, val=0, next=None):
        self.val = val
        self.next = next

# 翻转函数
def reverseKGroup(head, k):
    dummy = ListNode(0)
    dummy.next = head
    prev = dummy

    while True:
        tail = prev
        for i in range(k):
            tail = tail.next
            if not tail:
                return dummy.next
        next_group = tail.next
        pre, cur = next_group, prev.next
        while cur != next_group:
            tmp = cur.next
            cur.next = pre
            pre = cur
            cur = tmp
        tmp = prev.next
        prev.next = tail
        prev = tmp

# 输入处理
vals = list(map(int, input().split()))
k = int(input())

# 构建链表
dummy = ListNode(0)
cur = dummy
for v in vals:
    cur.next = ListNode(v)
    cur = cur.next

# 执行翻转
res = reverseKGroup(dummy.next, k)

# 输出处理
ans = []
while res:
    ans.append(str(res.val))
    res = res.next
print(' '.join(ans))

Java代码

import java.util.*;

class ListNode {
    int val;
    ListNode next;
    ListNode(int x) { val = x; }
}

public class Main {
    public static ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
        ListNode dummy = new ListNode(0);
        dummy.next = head;
        ListNode prev = dummy;

        while(true){
            ListNode tail = prev;
            for(int i=0; i<k; i++){
                tail = tail.next;
                if(tail == null) return dummy.next;
            }
            ListNode nextGroup = tail.next;
            ListNode pre = nextGroup, cur = prev.next;
            while(cur != nextGroup){
                ListNode tmp = cur.next;
                cur.next = pre;
                pre = cur;
                cur = tmp;
            }
            ListNode tmp = prev.next;
            prev.next = tail;
            prev = tmp;
        }
    }

    public static void main(String[] args){
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String[] vals = sc.nextLine().split(" ");
        int k = sc.nextInt();

        // 构建链表
        ListNode dummy = new ListNode(0), cur = dummy;
        for(String val: vals){
            cur.next = new ListNode(Integer.parseInt(val));
            cur = cur.next;
        }

        // 执行翻转
        ListNode res = reverseKGroup(dummy.next, k);

        // 输出结果
        List<String> ans = new ArrayList<>();
        while(res != null){
            ans.add(String.valueOf(res.val));
            res = res.next;
        }
        System.out.println(String.join(" ", ans));
    }
}

C++代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <sstream>

using namespace std;

struct ListNode {
    int val;
    ListNode *next;
    ListNode(int x): val(x), next(nullptr) {}
};

ListNode* reverseKGroup(ListNode* head, int k) {
    ListNode* dummy = new ListNode(0);
    dummy->next = head;
    ListNode* prev = dummy;

    while(true){
        ListNode* tail = prev;
        for(int i=0; i<k; i++){
            tail = tail->next;
            if(!tail) return dummy->next;
        }
        ListNode* nextGroup = tail->next;
        ListNode* pre = nextGroup, *cur = prev->next;
        while(cur != nextGroup){
            ListNode* tmp = cur->next;
            cur->next = pre;
            pre = cur;
            cur = tmp;
        }
        ListNode* tmp = prev->next;
        prev->next = tail;
        prev = tmp;
    }
}

int main(){
    string line;
    getline(cin, line);
    stringstream ss(line);
    vector<int> vals;
    int num;
    while(ss >> num) vals.push_back(num);

    int k;
    cin >> k;

    // 构建链表
    ListNode dummy(0), *cur = &dummy;
    for(int v : vals){
        cur->next = new ListNode(v);
        cur = cur->next;
    }

    // 执行翻转
    ListNode* res = reverseKGroup(dummy.next, k);

    // 输出结果
    vector<int> ans;
    while(res){
        ans.push_back(res->val);
        res = res->next;
    }
    for(int i = 0; i < ans.size(); i++){
        if(i) cout << " ";
        cout << ans[i];
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

Leetcode 31.K个一组翻转链表-原题链接

题目内容

给你链表的头节点 $head$ ，每 $k$ 个节点一组进行翻转，请你返回修改后的链表。

$k$是一个正整数，它的值小于或等于链表的长度。如果节点总数不是 $k$的整数倍，那么请将最后剩余的节点保持原有顺序。

你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际进行节点交换

输入描述

输入包含两行：

第一行包含链表的节点值，用空格隔开。

第二行包含一个整数k。

输出描述

输出链表翻转后的节点值，用空格隔开。

样例1

输入

1 2 3 4 5
2

输出

2 1 4 3 5

样例2

输入

1 2 3 4 5
3

输出

3 2 1 4 5

提示

• 链表中的节点数目为 $n$
• $1 <= k <= n <= 5000$
• $0 <= Node.val <= 1000$