递归-迭代

24. 两两交换链表中的节点

Leetcode 24
给你一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后链表的头节点。你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）。

递归解法

// 注意：cpp 代码由 chatGPT🤖 根据我的 java 代码翻译。
// 本代码的正确性已通过力扣验证，如有疑问，可以对照 java 代码查看。

class Solution {
public: // Ensure that swapPairs is public
    // 定义：输入以 head 开头的单链表，将这个单链表中的每两个元素翻转，
    // 返回翻转后的链表头结点
    ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
        if (head == nullptr || head->next == nullptr) {
            return head;
        }
        ListNode* first = head;
        ListNode* second = head->next;
        ListNode* others = head->next->next;
        // 先把前两个元素翻转
        second->next = first;
        // 利用递归定义，将剩下的链表节点两两翻转，接到后面
        first->next = swapPairs(others);
        // 现在整个链表都成功翻转了，返回新的头结点
        return second;
    }
};

迭代解法

// 虚节点的重要性

// 方法二：迭代 
class Solution {
public:
    ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
        ListNode* dummyHead = new ListNode(0);
        dummyHead->next = head;
        ListNode* temp = dummyHead;
        while (temp->next != nullptr && temp->next->next != nullptr) {
            ListNode* node1 = temp->next;
            ListNode* node2 = temp->next->next;
            temp->next = node2;
            node1->next = node2->next;
            node2->next = node1;
            temp = node1;
        }
        ListNode* ans = dummyHead->next;
        delete dummyHead;
        return ans;
    }
};

如果不加哨兵节点，则需要对头节点进行特殊处理：

// 不加dummy 节点的版本
class Solution {
public:
    ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
        if (head == nullptr || head->next == nullptr) {
            return head;
        }

        ListNode* pNode = head;
        head = head->next;
        
        // 对头节点的交换需要特殊处理，因为头节点的前一个节点为空   
        ListNode* node1 = pNode;
        ListNode* node2 = pNode->next;    
        // 交换节点
        node1->next = node2->next;
        node2->next = node1;
        pNode = node1;

        while (pNode->next != nullptr && pNode->next->next != nullptr) {
            ListNode* node1 = pNode->next;
            ListNode* node2 = pNode->next->next;    

            // 交换节点
            pNode->next = node2;
            node1->next = node2->next;
            node2->next = node1;

            pNode = node1;
        }
    
        return head;  
    }
};