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一. 序

我又來講連結串列題了，這道題據說是來自位元組跳動的面試題。

為什麼說是「據說」呢？因為我也是看來的，覺得題目還是挺有意思，但是原作者給出的方案，我想了想覺得還有優化空間，就單獨拿出來講講。

就像本文的題目說的，這是一道關於連結串列翻轉的題。連結串列的翻轉，之前的文章也講了很多，例如：連結串列翻轉、連結串列兩兩翻轉、K 個一組翻轉連結串列。這些其實都是 leetcode 上的標準題，但是通常企業給出的面試題，多半會做一些變種，也就是加一些特殊的條件。

例如今天要講的這道題。

給定單鏈表的頭結點 head，實現一個調整連結串列的函式，從連結串列尾部開始，以 K 個結點為一組進行逆序翻轉，頭部剩餘結點不足一組時，不需要翻轉。（不能使用佇列或者棧作為輔助）

仔細讀題，像不像我們之前講到的 leetcode 第 25 題：K 個一組翻轉連結串列。

leetcode-25 是從頭結點開始，以 K 個結點一組進行翻轉。而位元組跳動這道題，是從尾結點開始。

只是多了一個從尾結點開始分組翻轉的條件，這道題的難度就增加了。

二. K個一組翻轉連結串列（頭條版）

2.1 其他人的解題思路

前面也說到，這道題是我看來的，當時是以一篇文章的形式釋出出來。

文章我就不發了，不過先了解一下他的解題思路，有助於我們思考。

他的思路很清晰，雖然這道題他不會解，但是 leetcode-25 這個標準的以 K 個一組翻轉連結串列的題他很熟悉。

那麼可以先將原始連結串列，進行一次「連結串列翻轉」，再進行「K 個一組翻轉連結串列」，最後再做一次「連結串列翻轉」還原連結串列，就得出了需要的結果。

ListNode revserseKGroupPlus(ListNode head, int k) {
  // 翻轉連結串列
  head = reverseList(head);
  // K 個一組翻轉連結串列
  head = reverseKGroup(head, k);
  // 翻轉連結串列
  head = reverseList(head);
  return head;
}

把一個不熟悉的問題，經過簡單的轉換，變成熟悉的問題進行解決，這種思路是沒有錯的。

但是呢，有個問題--

在面試的場景中，通常來說，面試官的水平會高於面試者，那麼我們可以簡單的理解，面試就是一個不斷受挫的過程，這個過程總會被問到我們知識的邊界才會停止。

面試題只是起點，面試過程中深挖的哪些問題，才是觸控到我們談薪資本的核心。當然這扯遠了，繼續回到本文的內容。

此時就算面試者當場寫出瞭解題程式碼，也逃不開一個經典問題。

面試官：「還有更優的方案嗎？」

那麼這道題，有沒有更優的方案？答案當然是有的。

2.2 更優一點的方案

將連結串列先翻轉後處理，再翻轉回去，這樣並不優雅，其實只需一次以 K 個一組翻轉連結串列就可以。

再回憶一下 leetcode 第 25 題，它和這道題的差異，主要來自於，對不足一組的連結串列結點的處理。leetcode-25 是從頭結點開始處理，所以多出來的結點會在尾部，而位元組跳動這道題則正好相反，餘下的結點會在頭部。

但是它們同時也有一種特殊情況，就是 K 個一組進行分組時，這裡的 K 正好可以完整的分組，一個不多，一個不少的分成 N 組。

當連結串列結點數量正好為 K * N 時，那麼又回到了我們熟悉的 leetcode-25 題了。

如果我們先將原始結點進行處理，找出它正好可以整除 K 的起始結點 offset，將這個起始結點 offset 的子連結串列，再進行 K 個一組進行翻轉連結串列，最後把它拼接回原始連結串列，就完成了這道題。

這個過程，需要額外定義兩個結點，第一個滿足 K 個分組條件的 offset 結點，以及 offset 的前驅結點 prev 結點，prev 結點主要是用來拼接翻轉後的兩個連結串列，讓其不會出現連結串列斷裂的問題。

它們的關係如下：

這其中還涉及到一些簡單的連結串列運算，例如求連結串列的長度，這裡就不展開說了，直接上核心程式碼，邏輯都在註釋裡，我們先定義一個 reverseKGroupPlus() 方法。

public ListNode reverseKGroupPlus(ListNode head, int k) {
    if (head == null || k <= 1) return head;
    // 計算原始連結串列長度
    int length = linkedLength(head);
    if (length < k) 
        return head;
  
    // 計算 offset
    int offsetIndex = length % k;

    // 原始連結串列正好可以由 K 分為 N 組，可直接處理
    if (offsetIndex == 0) {
        return reverseKGroup(head, k);
    }

    // 定義並找到 prev 和 offset
    ListNode prev = head, offset = head;
    while (offsetIndex > 0) {
        prev = offset;
        offset = offset.next;
        offsetIndex--;
    }
    // 將 offset 結點為起始的子連結串列進行翻轉，再拼接回主連結串列
    prev.next = reverseKGroup(offset, k);
    return head;
}

注意當連結串列長度正好可以用 K 分為 N 組時，我們直接處理，否者才需要後續複雜的邏輯。

程式碼的註釋足夠清晰了，在腦子裡過一遍程式碼的執行流程應該能明白，為了幫助大家理解，我又畫了個示意圖。

假設以 head 為頭結點的連結串列長度是 10，K 為 4 時，那麼計算下來 offset Index 就是 2。

找到 prev 和 offset 結點後，就可以將以 offset 結點為頭結點的子連結串列，進行 K 個一組翻轉連結串列的操作了。

此時，head 結點為起始的連結串列，就是我們計算後的結果。

2.3 再補一些額外的程式碼

這道題，還涉及到很多其他的小演算法，本身 leetcode-25 就已經被定級為「困難」，位元組跳動在這道題的基礎上，又增加了難度。

為了保證解題的完整，這裡再補充一些相關程式碼。

1. 計算連結串列長度

private int linkedLength(ListNode head) {
    int count = 0;
    while (head != null) {
        count++;
        head = head.next;
    }
    return count;
}

沒什麼好說的，一個 while 迴圈搞定。

2. 以 K 個一組翻轉連結串列

這道題在之前的文章中詳細講解了，這裡直接貼程式碼了。

public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
    // 增加虛擬頭結點
    ListNode dummy = new ListNode(0);
    dummy.next = head;

    // 定義 prev 和 end 結點
    ListNode prev = dummy;
    ListNode end = dummy;

    while(end.next != null) {
      // 以 k 個結點為條件，分組子連結串列
      for (int i = 0; i < k && end != null; i++)
        end = end.next;
      // 不足 K 個時不處理
      if (end == null)
        break;
      // 處理子連結串列
      ListNode start = prev.next;
      ListNode next = end.next;
      end.next = null;
      // 翻轉子連結串列
      prev.next = reverseList(start);
      // 將子連表前後串起來
      start.next = next;
      prev = start;
      end = prev;
    }
    return dummy.next;
}

// 遞迴完成單鏈表翻轉
private ListNode reverseList(ListNode head) {
    if (head == null || head.next == null)
      return head;
    ListNode p = reverseList(head.next);
    head.next.next = head;
    head.next = null;
    return p;
}

對於 leetcode-25 這道題，還不太瞭解的可以看看之前的文章《K 個一組翻轉連結串列》。

三. 小結時刻

以上就是我解這道題的思路，可能不是最高效的，但也算是比較清晰。

在面試過程中，連結串列相關的題目可以說是高頻題。雖然企業在出題時，為了增加難度也會做一些變種，但是作為面試者，無論如何都避不開多練多寫多想。

你有更好的方案嗎？你在面試中有碰到什麼奇葩的演算法題嗎？歡迎在留言區討論。

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