(Java) LeetCode 24. Swap Nodes in Pairs —— 两两交换链表中的节点

Given a linked list, swap every two adjacent nodes and return its head.

Example:

Given 1->2->3->4, you should return the list as 2->1->4->3.

Note:

• Your algorithm should use only constant extra space.
• You may not modify the values in the list's nodes, only nodes itself may be changed.

---

本题是两个一组翻转链表，类似LeetCode 206. Reverse Linked List —— 反转链表又略有不同。思路其实是一样的，还是想两种方法来做，迭代和递归。

解法一，迭代：

遍历链表，一个一个的去交换前驱和后继节点。类似206，本题也要建立一个假节点去链接链表头，因为除非是单节点链表，否则原链表头一定不会是结果的链表头。用假节点去链接结果会更容易操作和理解。建立指针pre指向将要翻转的两个节点的前驱，如果pre.next和pre.next.next同时存在，那么就翻转对应节点。翻转的时候建立一些临时节点存储数据会使整个过程很清晰，详见代码。

解法二，迭代：

思路和206几乎一样。输入规模最小的问题即空链表和单节点链表，直接返回表头即可。当我们要处理k个节点的链表的时候，可以先处理k-2节点的子问题。之所以是k-2是因为每次都要处理成对的两个节点，所以递归要从成对后的第三个节点开始。递归返回的结果是已经翻转完成后的链表的首节点，那么如果把这个首节点的两个前驱对换，再把递归返回来的结果连在第一个前驱后面，即可完成整个k节点的翻转。详见代码注释。

---

解法一（Java）

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        ListNode preHead = new ListNode(0);
        preHead.next = head;
        ListNode pre = preHead;
        while (pre.next != null && pre.next.next != null) {
            ListNode first = pre.next;
            ListNode second = first.next;
            ListNode third= second.next;
            pre.next = second;
            second.next = first;
            first.next = third;
            pre = pre.next.next;
        }
        return preHead.next;
    }
}

解法二（Java）

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) return head; 
        ListNode second = head.next; //存储第二个节点在second中
        head.next = swapPairs(second.next); //要递归处理second节点后的那个节点，并将翻转好的结果链接到second的前驱后，即head
        second.next = head; //再将second的前驱连在second后，完成翻转
        return second; //翻转后，second永远是结果的首节点
    }
}