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24. 两两交换链表中的节点

一、算法逻辑(通顺讲解每一步的思路)

这段代码使用的是递归方式来解决链表中节点的两两交换问题。其整体处理过程如下:

1️⃣ 递归终止条件:处理边界情况

当链表为空或链表只剩下一个节点时,说明已经不足两个节点可以交换了。这时直接返回当前节点,递归结束。

2️⃣ 提取当前要交换的两个节点

在可以交换的前提下,取当前链表的前两个节点作为一对(设为 node1 和 node2)。它们将进行交换操作。

3️⃣ 递归处理后续链表

取出 node2 后的链表头节点(即 node3),然后对从 node3 开始的链表递归调用 swapPairs,此时链表被自然拆分为前后两部分:当前这对 + 后续部分。

4️⃣ 构建当前这一对的交换结构

将 node1 的 next 指针指向递归结果(即后续已完成交换的链表),再让 node2 的 next 指向 node1,完成当前两个节点的交换。

5️⃣ 返回新的子链表头节点

最终将 node2 作为这一对节点交换后的新头节点返回,作为上一层递归链接的入口。


二、核心点总结

该递归算法的核心在于以下三点:

  • 将问题局部化:只处理当前两个节点,其余部分交给递归;

  • 天然递归拼接结构:每一对交换完成后,通过递归返回值自然连接;

  • 思路简洁清晰:每次递归都只处理“两两交换”这个最小问题单元。

所以整体的核心思路可以概括为一句话:

“局部交换 + 递归合并”

# 递归版本class Solution:def swapPairs(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:if head is None or head.next is None:  # 递归边界return head  # 不足两个节点,无需交换node1 = headnode2 = head.nextnode3 = node2.nextnode1.next = self.swapPairs(node3)  # 1 指向递归返回的链表头node2.next = node1  # 2 指向 1return node2  # 返回交换后的链表头节点

代码执行示例

假设链表为:1 -> 2 -> 3 -> 4 -> None

执行过程:

  1. 第一次递归调用:
    • pre = 1cur = 2next = 3
    • 交换 precur2 -> 1
    • 递归处理 next = 3,得到交换后的链表 4 -> 3
    • pre.next(即 1.next)指向 4 -> 3,最终链表为 2 -> 1 -> 4 -> 3 -> None
    • 返回 cur = 2,即交换后的新链表头节点。

最终链表为:2 -> 1 -> 4 -> 3 -> None

三、时间复杂度分析

设链表长度为 n

  • 每次递归处理 2 个节点,最多递归 n/2 次;

  • 每次处理耗时 O(1);

因此:

时间复杂度:O(n)


四、空间复杂度分析

由于使用递归,每次递归压栈一层,递归深度为 n/2,所以空间复杂度是递归调用栈的消耗:

空间复杂度:O(n)(如果不允许递归,面试中应考虑迭代解法)


✅ 总结一句话

这段递归算法通过“每次只交换一对节点”的方式,将大问题拆解成多个小子问题,用递归链式拼接所有子结构,在结构清晰的同时保持线性时间复杂度,只是空间复杂度受限于递归栈,属于一种典型的递归构造型链表操作思路

http://www.dtcms.com/wzjs/193031.html

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