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核心考点预览：链表 （双指针）  技巧：虚拟头结点

题目描述：

给你一个链表的头节点 head 和一个特定值 x ，请你对链表进行分隔，使得所有 小于 x 的节点都出现在 大于或等于 x 的节点之前。

你应当 保留 两个分区中每个节点的初始相对位置。

示例 1：

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

示例 2：

输入：head = [2,1], x = 2
输出：[1,2]

提示：

• 链表中节点的数目在范围 [0, 200] 内

• -100 <= Node.val <= 100

• -200 <= x <= 200

详细解答：

方法一：

// 定义链表节点结构
struct ListNode {int val; // 节点值struct ListNode *next; // 下一个节点指针
};// 对链表进行分隔，使得所有小于x的节点在前，大于等于x的节点在后
struct ListNode* partition(struct ListNode* head, int x) {struct ListNode *p, *q, *res = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));res->next = NULL; // 初始化头节点p = head; // p指针用于遍历原链表q = res; // q指针用于构建新链表，开始时指向虚拟头节点// 第一步：将所有小于x的节点放入新的链表while (p != NULL) {if (p->val < x) {struct ListNode* temp = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));temp->val = p->val; // 复制节点值temp->next = NULL;  // 设定新节点的next为NULLq->next = temp;     // 将新节点链接到当前链表q = temp;           // 更新q为新节点}p = p->next; // 移动到下一个节点}// 第二步：将所有大于等于x的节点放入新的链表p = head; // 重新指向原链表头while (p != NULL) {if (p->val >= x) {struct ListNode* temp = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));temp->val = p->val; // 复制节点值temp->next = NULL;  // 设定新节点的next为NULLq->next = temp;     // 将新节点链接到当前链表q = temp;           // 更新q为新节点}p = p->next; // 移动到下一个节点}// 返回分隔后的链表，跳过虚拟头节点return res->next;
}

题目解析

思路分析

1. 两个链表：使用两个步骤，分别处理小于 x 和大于或等于 x 的节点，将它们合并在一个新链表中。
   • 第一步：遍历原链表，将所有小于 x 的节点复制到新链表中。
   • 第二步：重新遍历原链表，将所有大于或等于 x 的节点复制到新链表中。
2. 注意：两个分区中的节点相对顺序保持不变。每次分配新节点时，我们保持链表顺序。
3. 链表构建：需要两个指针 p 和 q 来分别遍历原链表和构建新链表。

考点分析

• 链表操作：链表的遍历、节点的插入，要求保留相对顺序。
• 空间管理：每次插入一个新节点时，都需要使用 malloc 分配内存。
• 时间复杂度：因为每次遍历整个链表，所以时间复杂度为 O(n)，其中 n 是链表的长度。

这道题的难点在于如何分隔链表，并保证每个分区内的相对顺序不变。通过分两次遍历原链表并插入新的节点，可以有效地解决该问题。

易错点：

1.没有使用temp，导致原链表的顺序改变，在第二次遍历的时候走的都是第一轮改过的路径，即都走的是小于x的值

2.没有考虑下面这组测试用例：

head=[]  x=0;

如果没有在开始对res->next=NULL;的话，会导致最后返回的时候不知道res->next是什么

方法二：

// 定义链表节点结构
struct ListNode {int val; // 节点值struct ListNode *next; // 下一个节点指针
};// 对链表进行分隔，使得所有小于x的节点在前，大于等于x的节点在后
struct ListNode* partition(struct ListNode* head, int x) {struct ListNode *cur, *p, *q, *res, *res1 = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode)), *res2 = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));p = res1; // p指针用于构建小于x的链表q = res2; // q指针用于构建大于或等于x的链表cur = head; // cur指针用于遍历原链表// 遍历链表，将小于x的节点放入res1链表，大于等于x的节点放入res2链表while (cur != NULL) {if (cur->val < x) {p->next = cur; // 将cur节点加入res1链表p = p->next;   // 更新p为当前节点} else {q->next = cur; // 将cur节点加入res2链表q = q->next;   // 更新q为当前节点}cur = cur->next; // 移动到下一个节点}q->next = NULL; // 确保res2链表的尾部没有循环（结束）// 将res1链表和res2链表连接起来res = res1; // res指向小于x部分的虚拟头节点p->next = res2->next; // 将大于等于x的部分连接到小于x的部分后// 返回合并后的链表，从res->next开始return res->next;
}

易错点：

在最后添加 q->next=NULL; 以保证在主函数输出的时候能找到结尾

思路分析

1. 虚拟头节点：通过 res1 和 res2 虚拟头节点来分别存储小于 x 和大于等于 x 的节点。这样可以简化操作，避免在连接节点时处理特殊情况。
2. 链表合并：遍历原链表，将小于 x 的节点放入 res1，大于等于 x 的节点放入 res2，最后将两个链表连接起来，保证了相对顺序不变。
3. 连接步骤：
   • 在遍历完链表后，p 和 q 分别指向各自链表的尾部，将 res1 和 res2 链表通过 p->next 和 q->next 连接起来。
   • 注意：q->next = NULL; 这一行代码用于确保 res2 链表最后的节点不再指向其他节点，避免形成环。