[LeetCode] Reorder List 鏈表重排序

 

Given a singly linked list L: L0→L1→…→Ln-1→Ln,
reorder it to: L0→Ln→L1→Ln-1→L2→Ln-2→…

You may not modify the values in the list's nodes, only nodes itself may be changed.

Example 1:

Given 1->2->3->4, reorder it to 1->4->2->3.

Example 2:

Given 1->2->3->4->5, reorder it to 1->5->2->4->3.

 

這道鏈表重排序問題可以拆分為以下三個小問題：

1. 使用快慢指針來找到鏈表的中點，並將鏈表從中點處斷開，形成兩個獨立的鏈表。

2. 將第二個鏈翻轉。

3. 將第二個鏈表的元素間隔地插入第一個鏈表中。

 

解法一：

class Solution {
public:
    void reorderList(ListNode *head) {
        if (!head || !head->next || !head->next->next) return;
        ListNode *fast = head, *slow = head;
        while (fast->next && fast->next->next) {
            slow = slow->next;
            fast = fast->next->next;
        }
        ListNode *mid = slow->next;
        slow->next = NULL;
        ListNode *last = mid, *pre = NULL;
        while (last) {
            ListNode *next = last->next;
            last->next = pre;
            pre = last;
            last = next;
        }
        while (head && pre) {
            ListNode *next = head->next;
            head->next = pre;
            pre = pre->next;
            head->next->next = next;
            head = next;
        }
    }
};

 

我們嘗試着看能否寫法上簡潔一些，上面的第二步是將后半段鏈表翻轉，那么我們其實可以借助棧的后進先出的特性來做，如果我們按順序將所有的結點壓入棧，那么出棧的時候就可以倒序了，實際上就相當於翻轉了鏈表。由於只需將后半段鏈表翻轉，那么我們就要控制出棧結點的個數，還好棧可以直接得到結點的個數，我們減1除以2，就是要出棧結點的個數了。然后我們要做的就是將每次出棧的結點隔一個插入到正確的位置，從而滿足題目中要求的順序，鏈表插入結點的操作就比較常見了，這里就不多解釋了，最后記得斷開棧頂元素后面的結點，比如對於 1->2->3->4，棧頂只需出一個結點4，然后加入原鏈表之后為 1->4->2->3->(4)，因為在原鏈表中結點3之后是連着結點4的，雖然我們將結點4取出插入到結點1和2之間，但是結點3后面的指針還是連着結點4的，所以我們要斷開這個連接，這樣才不會出現環，由於此時結點3在棧頂，所以我們直接斷開棧頂結點即可，參見代碼如下：

 

解法二：

class Solution {
public:
    void reorderList(ListNode *head) {
        if (!head || !head->next || !head->next->next) return;
        stack<ListNode*> st;
        ListNode *cur = head;
        while (cur) {
            st.push(cur);
            cur = cur->next;
        }
        int cnt = ((int)st.size() - 1) / 2;
        cur = head;
        while (cnt-- > 0) {
            auto t = st.top(); st.pop();
            ListNode *next = cur->next;
            cur->next = t;
            t->next = next;
            cur = next;
        }
        st.top()->next = NULL;
    }
};

 

參考資料：

https://leetcode.com/problems/reorder-list/

https://leetcode.com/problems/reorder-list/discuss/45175/Java-solution-with-stack

https://leetcode.com/problems/reorder-list/discuss/44992/Java-solution-with-3-steps

 

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