Python解决LeetCode第143题：链表重排技巧

本题为LeetCode第143题——重排链表。在链表相关问题中，第143题要求对给定的单向链表进行重排，使得链表的前半部分保持原有顺序，而后半部分翻转，最后交替合并前半部分和翻转后的后半部分。重排链表是链表操作中的一个经典问题，对于检验求职者在链表数据结构上的理解与操作能力具有重要意义。本题解不仅提供了问题的详细解答，还涉及到了相关的链表知识和Python编程技巧，是面试准备和学习链表操作不可多得的参考资料。" 在深入探讨该资源所涉及的知识点之前，我们需要对链表这一数据结构有所了解。链表是一种线性数据结构，它由一系列节点组成，每个节点都包含数据部分和指向下一个节点的指针。链表的特点是内存的动态分配，增删节点方便，但访问节点的时间复杂度为O(n)，因为它不具备数组的随机访问特性。在Python中，链表通常可以通过类的实例来模拟，利用`__next__`属性来表示节点间的链接关系。 第143题的重排链表问题具体要求如下：给定一个单向链表的头节点`head`，重排链表，使得所有的奇数位置的节点保持原样，而所有的偶数位置的节点则逆序排列。例如，对于链表1→2→3→4→5→NULL，重排后的链表应该是1→5→2→4→3→NULL。 为了完成这一任务，我们可以将问题分解为以下几个步骤： 1. 找到链表的中点。可以使用快慢指针的方法，快指针每次移动两个节点，慢指针每次移动一个节点，当快指针到达链表末尾时，慢指针恰好位于链表中点。 2. 翻转链表的后半部分。在找到链表中点后，从中点或中点的下一个节点开始翻转链表的后半部分。 3. 合并两个有序链表。原链表的前半部分和翻转后的后半部分都是有序的，通过交替合并这两个链表，形成最终的重排链表。 在Python中，我们通常使用类来定义链表节点，例如： ```python class ListNode: def __init__(self, val=0, next=None): self.val = val self.next = next ``` 在解决第143题时，我们可以定义相关的函数来处理链表，例如用于找到链表中点的`find_middle`函数，用于翻转链表的`reverse_list`函数，以及用于合并链表的`merge_lists`函数。 具体到本题解中，可能包含以下几个方面： - 链表节点类的设计与实现； - 利用快慢指针找到链表中点的方法； - 翻转链表后半部分的算法和实现； - 合并两个有序链表的策略； - 针对特定问题（如第143题）的解决方案； - Python中链表操作的技巧和注意事项。 针对这个问题，一个可能的Python代码实现可能如下： ```python def reorderList(head): if not head or not head.next or not head.next.next: return head # Step 1: Find the middle of the linked list slow, fast = head, head while fast.next and fast.next.next: slow = slow.next fast = fast.next.next # Step 2: Reverse the second half of the linked list second_half = slow.next slow.next = None prev = None while second_half: temp = second_half.next second_half.next = prev prev = second_half second_half = temp # Step 3: Merge two halves first_half = head while prev: temp1, temp2 = first_half.next, prev.next first_half.next = prev prev.next = temp1 first_half, prev = temp1, temp2 return head ``` 以上代码展示了如何解决LeetCode第143题，通过上述步骤，我们可以将链表重新排列成题目所要求的形式。对于求职者而言，这类问题能够体现其对链表操作的熟练程度以及解决复杂问题的逻辑思维能力。掌握这些知识点对于通过技术面试来说至关重要。