C语言编程--21.两两交换链表中的结点

C语言编程–21.两两交换链表中的结点

题目：

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）。

示例 1：
输入：head = [1,2,3,4]
输出：[2,1,4,3]

示例 2：
输入：head = []
输出：[]

示例 3：
输入：head = [1]
输出：[1]

提示：

链表中节点的数目在范围 [0, 100] 内
0 <= Node.val <= 100

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     struct ListNode *next;* };*/
struct ListNode* swapPairs(struct ListNode* head) {// 处理空链表或只有一个节点的情况，直接返回头指针if(head == NULL || head->next == NULL)return head;// 初始交换前两个节点struct ListNode* temp = head->next->next;    // 保存第三个节点struct ListNode* h = head->next;             // 新的头节点变为原第二个节点h->next = head;                              // 新头节点指向原头节点struct ListNode* tail = h->next;             // tail指向当前的第一个节点（原头节点）tail->next = temp;                           // 连接到第三个节点（跳过原第二个节点）// 循环交换剩余的节点对while(tail->next && tail->next->next) {// 定位当前需要交换的两个节点struct ListNode* left = tail->next->next;  // 指向当前节点对的第二个节点temp = left->next;                         // 保存下一对的第一个节点// 执行交换操作left->next = tail->next;                   // 第二个节点指向第一个节点tail->next = left;                         // 前一个节点对的尾节点指向新的头节点tail = left->next;                         // tail移动到当前节点对的尾节点tail->next = temp;                         // 连接到下一对的第一个节点}return h;  // 返回新的头节点
}

代码优点分析：

1. 原地交换：不需要额外的存储空间，只需要常数级的额外空间。
2. 直接操作指针：通过调整节点的指针域实现交换，效率较高。
3. 处理边界条件：函数开始时检查了链表是否为空或只有一个节点的情况。
4. 单次遍历：算法时间复杂度为 O (n)，只需要遍历一次链表。

代码缺点分析

1. 逻辑复杂：指针操作较多，代码可读性较差，容易出错。
2. 初始处理特殊：前两个节点的交换逻辑与后续节点对的交换逻辑不一致，增加了理解难度。
3. 可维护性低：如果需要扩展功能（如交换 k 个节点为一组），现有结构难以复用。