LeetCode 面试经典 150_链表_反转链表 II（60_92_C++_中等）（头插法）

题目描述：

给你单链表的头指针 head 和两个整数 left 和 right ，其中 left <= right 。请你反转从位置 left 到位置 right 的链表节点，返回 反转后的链表 。

输入输出样例：

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4,5], left = 2, right = 4
输出：[1,4,3,2,5]

示例 2：
输入：head = [5], left = 1, right = 1
输出：[5]

提示：
链表中节点数目为 n
1 <= n <= 500
-500 <= Node.val <= 500
1 <= left <= right <= n

题解：

解题思路：

思路一（头插法）：

1、创建一个 dummyHead(伪头节点)，保存链表头。

• left 结点之前的结点无需翻转，首先定位到left位置的结点，并保存left前的一个结点信息为 pre，left结点信息为leftNode。
• 从left位置采用头插法插入pre结点之后。直至插入到right结点。
• 将right右侧结点连接到leftNode后

例： head = [1,2,3,4,5], left = 2, right = 4
1、定位left位置，leftNode=2,pre =1。dummyHead->1
2、从 2 开始采用头插法插入 1 之后，到right结束 ，dummyHead->1->4->3->2
3、将right右侧结点连接到leftNode后， dummyHead->1->4->3->2->5->nullptr

2、复杂度分析：
① 时间复杂度：O(n)，n 代表链表中元素的个数，只遍历了一遍列表。
② 空间复杂度：O(1)，使用常数个内存空间（只对源节点的next指向进行更改）。

代码实现

代码实现（思路一（头插法））：

class Solution {
public:ListNode* reverseBetween(ListNode* head, int left, int right) {// 如果链表为空，或反转区间没有变化（left == right），直接返回原链表if (!head || left == right){return head;}// 创建虚拟头节点，简化处理，指向链表的头节点ListNode *dummyHead = new ListNode(0, head);ListNode *curNode = head;  // 当前节点从链表的头开始ListNode *pre = dummyHead; // pre指向虚拟头节点// 1. 定位到反转区间的前一个节点（即位置 left-1）for (int i = 1; i < left; i++) {pre = pre->next;          // pre移到left-1位置curNode = curNode->next;  // curNode移到left位置}// 2. 保存反转区域的起始节点ListNode *leftNode = curNode;ListNode *nextNode = nullptr;  // 用于暂存当前节点的下一个节点// 3. 反转从left到right的部分for (int i = left; i <= right; i++) {nextNode = curNode->next;   // 记录当前节点的下一个节点curNode->next = pre->next;  // 当前节点指向pre->nextpre->next = curNode;        // pre->next指向当前节点curNode = nextNode;         // 当前节点移到下一个节点}// 4. 连接反转后的部分与剩余部分leftNode->next = curNode;  // 将反转区域的尾节点连接到剩余部分// 5. 返回新的链表头，虚拟头节点的next就是新链表的头ListNode *ans = dummyHead->next;// 删除虚拟头节点，避免内存泄漏delete dummyHead;return ans;  // 返回新链表的头节点}
};

以思路一为例进行调试

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;struct ListNode{int val;ListNode *next;ListNode():val(0),next(nullptr){}ListNode(int x):val(x),next(nullptr){}ListNode(int x,ListNode *next):val(0),next(next){}
};//尾插法创建链表
ListNode *createList(vector<int> nums){ListNode *head=nullptr,*tail=nullptr;for (auto &num : nums){if (head==nullptr){head=tail=new ListNode(num);}else{tail->next=new ListNode(num);tail=tail->next;}}return head;
}
/** 头插法* 首先定位到left位置的结点，并保存left前的一个结点信息为 pre，left结点信息为leftNode。* 从left位置采用头插法插入pre结点之后。直至插入到right结点。* 将right右侧结点连接到leftNode后* 例子：head = [1,2,3,4,5], left = 2, right = 4* 1、定位left位置，leftNode=2,pre =1。dummyHead->1* 2、从 2 开始采用头插法插入 1 之后，到right结束 ，dummyHead->1->4->3->2* 3、将right右侧结点连接到leftNode后， dummyHead->1->4->3->2->5->nullptr* */class Solution {
public:ListNode* reverseBetween(ListNode* head, int left, int right) {// 如果链表为空，或反转区间没有变化（left == right），直接返回原链表if (!head || left == right){return head;}// 创建虚拟头节点，简化处理，指向链表的头节点ListNode *dummyHead = new ListNode(0, head);ListNode *curNode = head;  // 当前节点从链表的头开始ListNode *pre = dummyHead; // pre指向虚拟头节点// 1. 定位到反转区间的前一个节点（即位置 left-1）for (int i = 1; i < left; i++) {pre = pre->next;          // pre移到left-1位置curNode = curNode->next;  // curNode移到left位置}// 2. 保存反转区域的起始节点ListNode *leftNode = curNode;ListNode *nextNode = nullptr;  // 用于暂存当前节点的下一个节点// 3. 反转从left到right的部分for (int i = left; i <= right; i++) {nextNode = curNode->next;   // 记录当前节点的下一个节点curNode->next = pre->next;  // 当前节点指向pre->nextpre->next = curNode;        // pre->next指向当前节点curNode = nextNode;         // 当前节点移到下一个节点}// 4. 连接反转后的部分与剩余部分leftNode->next = curNode;  // 将反转区域的尾节点连接到剩余部分// 5. 返回新的链表头，虚拟头节点的next就是新链表的头ListNode *ans = dummyHead->next;// 删除虚拟头节点，避免内存泄漏delete dummyHead;return ans;  // 返回新链表的头节点}
};int main(int argc, char const *argv[])
{vector<int> nums={1,2,3,4,5};ListNode *head=createList(nums);int left=2;int right=4;//验证二叉树是否创建成功// while (head!=nullptr){//     cout<<head->val<<" ";//     head=head->next;// }Solution s;ListNode *ans = s.reverseBetween(head,left,right);while (ans!=nullptr){cout<<ans->val<<" ";ans=ans->next;}return 0;
}

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