【题目】 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。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：
输入：head = [1,2,3,4]
输出：[2,1,4,3]
提示：
链表中节点的数目在范围 [0, 100] 内
0 <= Node.val <= 100
【方法一】 递归
思路与算法：
1)可以通过递归的方式实现两两交换链表中的节点。
2)递归的终止条件是链表中没有节点，或者链表中只有一个节点，此时无法进行交换。
3)如果链表中至少有两个节点，则在两两交换链表中的节点之后，原始链表的头节点变成新的链表的第二个节点，原始链表的第二个节点变成新的链表的头节点。
链表中的其余节点的两两交换可以递归地实现。在对链表中的其余节点递归地两两交换之后，更新节点之间的指针关系，即可完成整个链表的两两交换。
4)用 head 表示原始链表的头节点，新的链表的第二个节点，用 newHead 表示新的链表的头节点，原始链表的第二个节点，则原始链表中的其余节点的头节点是 newHead.next。
令 head.next = swapPairs(newHead.next)，表示将其余节点进行两两交换，交换后的新的头节点为 head 的下一个节点。
然后令 newHead.next = head，即完成了所有节点的交换。最后返回新的链表的头节点 newHead。
public class ListNode {
int val;
ListNode next;
ListNode() {}
ListNode(int val) { this.val = val; }
ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
}
class Solution {
public ListNode swapPairs(ListNode head) {
// 递归终止条件：如果当前节点为空或下一个节点为空，直接返回当前节点
if (head == null || head.next == null) {
return head;
}
// 1. 保存第二个节点，它将成为新的头节点
ListNode newHead = head.next;
// 2. 递归处理剩余链表：
// - head.next 指向 newHead.next（第三个节点）及其后续节点交换后的头节点
head.next = swapPairs(newHead.next);
// 3. 将新头节点的 next 指向原头节点，完成当前 pair 的交换
newHead.next = head;
// 返回新的头节点
return newHead;
}
}
对于上面的代码，关键点解释如下。
递归终止条件：
当链表为空或只剩一个节点时，无需交换，直接返回。
节点交换逻辑：
对于前两个节点 A -> B -> ...：
newHead 指向 B
head.next（即 A.next）通过递归处理 B.next 及其后续节点，假设返回 C
newHead.next（即 B.next）指向 A，形成 B -> A -> C
返回 B 作为新的头节点
递归过程：
每次递归处理相邻两个节点，将它们交换后连接到后续已处理的链表。
例如，链表 1 -> 2 -> 3 -> 4 的处理过程：
处理 1 -> 2：交换为 2 -> 1，递归处理 3 -> 4
处理 3 -> 4：交换为 4 -> 3，递归返回 4
将 1.next 指向 4，最终结果为 2 -> 1 -> 4 -> 3
复杂度分析：
时间复杂度：O(n)，其中 n 是链表的节点数量。需要对每个节点进行更新指针的操作。
空间复杂度：O(n)，其中 n 是链表的节点数量。空间复杂度主要取决于递归调用的栈空间，递归栈的深度为链表长度。
用C++代码实现的方案如下：
class Solution {
public:
ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
if (head == nullptr || head->next == nullptr) {
return head;
}
ListNode* newHead = head->next;
head->next = swapPairs(newHead->next);
newHead->next = head;
return newHead;
}
};
【方法二】 迭代
思路与算法：
1)可以通过迭代的方式实现两两交换链表中的节点。
2)创建哑结点 dummyHead，令 dummyHead.next = head。
3)令 temp 表示当前到达的节点，初始时 temp = dummyHead。每次需要交换 temp 后面的两个节点。
4)如果 temp 的后面没有节点或者只有一个节点，则没有更多的节点需要交换，因此结束交换。
5)否则，获得 temp 后面的两个节点 node1 和 node2，通过更新节点的指针关系实现两两交换节点。
具体而言，交换之前的节点关系是 temp -> node1 -> node2，交换之后的节点关系要变成 temp -> node2 -> node1，因此需要进行如下操作:
temp.next = node2
node1.next = node2.next
node2.next = node1
完成上述操作之后，节点关系即变成 temp -> node2 -> node1。
再令 temp = node1，对链表中的其余节点进行两两交换，直到全部节点都被两两交换。
两两交换链表中的节点之后，新的链表的头节点是 dummyHead.next，返回新的链表的头节点即可。
class Solution {
public ListNode swapPairs(ListNode head) {
// 创建虚拟头节点，简化边界处理。
//虚拟头节点的作用：处理头节点可能被交换的情况，避免单独处理头节点的特殊逻辑。
ListNode dummyHead = new ListNode(0);
// 虚拟头节点指向原头节点
dummyHead.next = head;
// temp 用于遍历链表，初始指向虚拟头节点
ListNode temp = dummyHead;
// 循环条件：确保当前节点之后至少有两个节点可交换
while (temp.next != null && temp.next.next != null) {
// node1 指向当前处理的第一个节点
ListNode node1 = temp.next;
// node2 指向当前处理的第二个节点
ListNode node2 = temp.next.next;
// 步骤1：将 temp 的 next 指向 node2（交换后的新第一个节点）
temp.next = node2;
// 步骤2：将 node1 的 next 指向 node2 的下一个节点（保存后续链表）
node1.next = node2.next;
// 步骤3：将 node2 的 next 指向 node1（完成交换）
node2.next = node1;
// temp 移动到下一组待交换节点的前一个位置（即当前的 node1）
temp = node1;
}
// 返回虚拟头节点的 next，即交换后的链表头
return dummyHead.next;
}
}
对上面的代码进行复杂度分析如下。
时间复杂度：O(n)，其中 n 是链表的节点数量。需要对每个节点进行更新指针的操作。
空间复杂度：O(1)，仅使用常数级额外空间。
该方法通过迭代避免了递归的栈空间开销，适用于处理较长的链表。
用C++代码实现的方案如下：
class Solution {
public:
ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
// 创建虚拟头节点，避免处理头节点交换的特殊情况
ListNode* dummyHead = new ListNode(0);
// 虚拟头节点指向原链表头
dummyHead->next = head;
// temp用于遍历链表，初始指向虚拟头节点
ListNode* temp = dummyHead;
// 循环条件：确保当前节点后至少有两个节点可交换
while (temp->next != nullptr && temp->next->next != nullptr) {
// 记录当前待交换的两个节点
ListNode* node1 = temp->next;
ListNode* node2 = temp->next->next;
// 步骤1：将temp的next指向node2（交换后的新头）
temp->next = node2;
// 步骤2：将node1的next指向node2的后继（保存剩余链表）
node1->next = node2->next;
// 步骤3：将node2的next指向node1（完成交换）
node2->next = node1;
// temp移动到下一组待交换节点的前驱（即当前的node1）
temp = node1;
}
// 保存交换后的链表头
ListNode* ans = dummyHead->next;
// 手动释放虚拟头节点内存（避免内存泄漏）
delete dummyHead;
// 返回交换后的链表头
return ans;
}
};
对上面代码进行复杂度分析如下。
时间复杂度：O (n)，遍历链表一次。
空间复杂度：O (1)，仅使用固定额外指针。
