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LeetCode Hot 100 Python (31~40)

news 2025/9/3 5:46:56

K个一组翻转链表：困难

给你链表的头节点 head ，每 k 个节点一组进行翻转，请你返回修改后的链表。

k 是一个正整数，它的值小于或等于链表的长度。如果节点总数不是 k 的整数倍，那么请将最后剩余的节点保持原有顺序。

你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际进行节点交换。

示例	1	2
输入	head = [1,2,3,4,5], k = 2	head = [1,2,3,4,5], k = 3
输出	[2,1,4,3,5]	[3,2,1,4,5]

统计节点个数：

使用 while 循环遍历链表，统计节点总数 n。

初始化哨兵节点：

创建一个哨兵节点 dummy，其 next 指向 head，方便处理头节点。

K 组反转：

使用 while 循环，每次处理 k 个节点。

在每个 k 组内，使用 for 循环反转节点指针。

更新 p0 和 pre 指针，确保链表正确连接。

class Solution:def reverseKGroup(self, head: Optional[ListNode], k: int) -> Optional[ListNode]:# 统计节点个数n = 0cur = headwhile cur:n += 1cur = cur.nextp0 = dummy = ListNode(next=head)pre = Nonecur = head# k 个一组处理while n >= k:n -= kfor _ in range(k):  # 同 92 题nxt = cur.nextcur.next = pre  # 每次循环只修改一个 next，方便大家理解pre = curcur = nxt# 见视频nxt = p0.nextnxt.next = curp0.next = prep0 = nxtreturn dummy.next

时间复杂度	空间复杂度
O(n)	O(1)
其中 n 为链表长度

随机链表的复制：中等

给你一个长度为 n 的链表，每个节点包含一个额外增加的随机指针 random ，该指针可以指向链表中的任何节点或空节点。

构造这个链表的深拷贝。深拷贝应该正好由 n 个全新节点组成，其中每个新节点的值都设为其对应的原节点的值。新节点的 next 指针和 random 指针也都应指向复制链表中的新节点，并使原链表和复制链表中的这些指针能够表示相同的链表状态。复制链表中的指针都不应指向原链表中的节点 。

例如，如果原链表中有 X 和 Y 两个节点，其中 X.random --> Y 。那么在复制链表中对应的两个节点 x 和 y ，同样有 x.random --> y 。

返回复制链表的头节点。

用一个由 n 个节点组成的链表来表示输入/输出中的链表。每个节点用一个 [val, random_index] 表示：

- val：一个表示 Node.val 的整数。

- random_index：随机指针指向的节点索引（范围从 0 到 n-1）；如果不指向任何节点，则为 null 。

你的代码只接受原链表的头节点 head 作为传入参数。

示例
1
	head = [[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]
	[[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]
2
	head = [[1,1],[2,1]]
	[[1,1],[2,1]]
3
	head = [[3,null],[3,0],[3,null]]
	[[3,null],[3,0],[3,null]]

题意

深拷贝一个链表，要求新链表中的每个节点都是新创建的，并且这些节点的 random 指针都指向新链表中的相应节点。

思路

如果没有 random 指针，只需在遍历链表的同时，依次复制每个节点（创建新节点并复制 val），添加在新链表的末尾。

有 random 指针，问题就变得复杂了，我们需要知道 random 指向的那个节点，在新链表中是哪个节点。

所以必须记录原链表节点到新链表节点的映射（map）。这样可以通过原链表 random 指向的节点，知道新链表的 random 应该指向哪个节点。

难道要用哈希表吗？不需要，我们可以把新链表和旧链表「混在一起」。

例如链表 1→2→3，依次复制每个节点（创建新节点并复制 val 和 next），把新节点直接插到原节点的后面，形成一个交错链表：

如此一来，原链表节点的下一个节点，就是其对应的新链表节点了！

然后遍历这个交错链表，假如节点 1 的 random 指向节点 3，那么就把节点 1′的 random 指向节点 3 的下一个节点 3′，这样就完成了对 random 指针的复制。

最后，从交错链表链表中分离出 1′→2′→3′，即为深拷贝后的链表。做法类似 328. 奇偶链表。

⚠注意：不能只删除节点 1,2,3，因为题目要求原链表的 next 不能修改。（但 Python 可以这么做）

class Solution:def copyRandomList(self, head: 'Optional[Node]') -> 'Optional[Node]':if head is None:return None# 复制每个节点，把新节点直接插到原节点的后面cur = headwhile cur:cur.next = Node(cur.val, cur.next)cur = cur.next.next# 遍历交错链表中的原链表节点cur = headwhile cur:if cur.random:# 要复制的 random 是 cur.random 的下一个节点cur.next.random = cur.random.nextcur = cur.next.next# 遍历交错链表中的新链表节点cur = head.nextwhile cur.next:# 删除原链表的节点，即当前节点的下一个节点cur.next = cur.next.nextcur = cur.next# 返回 head.next 就相当于删除了原链表的头节点return head.next

class Solution:def copyRandomList(self, head: 'Optional[Node]') -> 'Optional[Node]':if head is None:return None# 复制每个节点，把新节点直接插到原节点的后面cur = headwhile cur:cur.next = Node(cur.val, cur.next)cur = cur.next.next# 遍历交错链表中的原链表节点cur = headwhile cur:if cur.random:# 要复制的 random 是 cur.random 的下一个节点cur.next.random = cur.random.nextcur = cur.next.next# 把交错链表分离成两个链表new_head = head.nextcur = headwhile cur.next.next:copy = cur.nextcur.next = copy.next  # 恢复原节点的 nextcopy.next = copy.next.next  # 设置新节点的 nextcur = cur.nextcur.next = None  # 恢复原节点的 nextreturn new_head