【题目】
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。
示例 1：
输入： head = [1,2,3,4,5], k = 2
输出： [2,1,4,3,5]
示例 2：
输入： head = [1,2,3,4,5], k = 3
输出： [3,2,1,4,5]
提示：
- 链表中的节点数目为
n 1 <= k <= n <= 50000 <= Node.val <= 1000
进阶： 你可以设计一个只用 O(1) 额外内存空间的算法解决此问题吗？
【题目解析】
解题思路：
解题思路：
本问题要求我们在一定的组大小 k 内翻转链表的节点，而对于不足 k 个的节点组，保持原顺序。为了解决这个问题，我们可以采用以下方法：
- 计算链表长度：首先遍历链表以计算出总长度，这有助于我们决定是否需要翻转链表的最后一部分。
- 分段处理：按照
k的大小，将链表分为多个段落，对每个段落单独进行翻转。 - 就地翻转：在每个段落内部，采用就地翻转的方式来翻转节点，这样可以保证不使用额外的空间。
- 连接段落：翻转完一个段落后，确保翻转后的链表与原链表的未处理部分连接起来。
class Solution {
public:
ListNode* reverseKGroup(ListNode* head, int k) {
ListNode dummy(0);
dummy.next = head;
ListNode *prev = &dummy, *curr = head;
// 计算链表长度
int len = 0;
while (curr) {
len++;
curr = curr->next;
}
// 按 k 个节点一组进行翻转
while (len >= k) {
curr = prev->next;
ListNode* next = curr->next;
for (int i = 1; i < k; ++i) {
curr->next = next->next;
next->next = prev->next;
prev->next = next;
next = curr->next;
}
prev = curr;
len -= k;
}
return dummy.next;
}
};
执行：
【总结】
适用问题类型：K 个一组翻转链表问题属于链表操作的高级类别，适合于解决那些需要在链表中进行分段和批量操作的场景。这类问题的特征是有序性和分组性，其中操作不仅限于单个节点，而且还涉及到节点组。类似的问题还包括分段求和、分段排序等，这些问题都要求在链表上执行复杂的、非线性的操作。
使用的算法： 此问题使用了迭代和分治的混合方法来解决，算法的核心在于：
- 迭代：迭代方法用于遍历链表，计算长度，并且逐段执行翻转操作。
- 分治：分治思想体现在将链表分为多个段，每个段为一组，然后独立地解决每一组内的翻转问题。
算法细节：
- 遍历整个链表以确定长度，以确保是否有足够的节点数进行下一次翻转。
- 采用分组迭代的方式处理链表，每次处理 k 个节点。
- 在每组内部，使用指针操作来翻转链表的节点。这涉及到断开和重新连接指针，需要注意的是每次翻转操作后要保持链表的连续性。
- 对于最后一组节点，如果节点数不足 k 个，则保持原有顺序，不进行翻转。
算法性能：
- 时间复杂度为 O(n)，其中 n 是链表的节点总数。尽管我们需要多次遍历链表的部分段落，但每个节点只会被翻转一次。
- 空间复杂度为 O(1)，因为我们没有使用额外的空间来存储节点，而是在原链表上就地进行了翻转。
总结与扩展： 解决这一问题需要对链表有深入的理解，特别是对于节点间指针的操作。通过这个问题，我们不仅学会了链表的分段处理和翻转，还学会了如何在有限的空间内操作数据结构，这是在内存受限的系统编程中非常宝贵的技能。这个问题的解决方案也展示了算法设计中的优化技巧，即如何最小化额外空间的使用，这在处理大数据集或嵌入式系统开发中尤其重要。此外，这类问题的解决方法可以扩展到其他数据结构和更复杂的场景，如多维数组的处理、树的层次翻转等，是提升算法设计能力的重要练习。
