24.兩兩交換連結串列中的節點

題目連結：24. 兩兩交換連結串列中的節點(中等)

題目描述

給定一個連結串列，兩兩交換其中相鄰的節點，並返回交換後的連結串列。 你不能只是單純的改變節點內部的值，而是需要實際的進行節點交換。

示例 1：

輸入：head = [1,2,3,4]
輸出：[2,1,4,3]

示例 2：

輸入：head = []
輸出：[]

示例 3：

輸入：head = [1]
輸出：[1]

提示：

• 連結串列中節點的數目在範圍 [0, 100] 內

• 0 <= Node.val <= 100

進階：你能在不修改連結串列節點值的情況下解決這個問題嗎?（也就是說，僅修改節點本身。）

題解

思路：利用三個指標，fp和sp指向需要交換的兩個節點，tp指向兩個交換節點的前面一個節點。具體思路見下圖，需要注意的是節點數為單數或雙數時的迴圈結束條件。

程式碼(C++版本)

//兩兩交換連結串列中的節點
ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
    //無節點和單節點的情況
    if (head == NULL || head->next == NULL) {
        return head;
    }
​
    //設定虛擬頭節點
    ListNode* headNode = new ListNode(0);
    headNode
 
->next = head;
    head = headNode;
​
    ListNode* tp = headNode;
    ListNode* fp = headNode->next;
    ListNode* sp;
    while ( fp != NULL && fp->next != NULL) {
        sp = fp->next;
        fp->next = sp->next;
        sp->next = fp;
        tp->next = sp;
        tp 
 
= fp;
        fp = fp->next;
    }
​
    //刪除虛擬頭節點
    head = headNode->next;
    delete headNode;
​
    return head;
}

分析

• 時間複雜度：O(N)

• 空間複雜度：O(1)

參考連結

官方題解