前言

给定一个单链表的头结点pHead(该头节点是有值的，比如在下图，它的val是1)，长度为n，反转该链表后，返回新链表的表头。

要求：空间复杂度 O(1)O(1) ，时间复杂度 O(n)O(n) 。

输入：
{1,2,3}
返回值：
{3,2,1}

先来看最基本的反转链表代码：

# -*- coding:utf-8 -*-
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None
class Solution:# 返回ListNodedef ReverseList(self, pHead):# write code herecur = pHeadpre = Nonewhile cur:nextNode = cur.nextcur.next = prepre = curcur = nextNodereturn pre

关键公式

抓住几个关键点：

cur：原链表的头节点，在反转结束时，cur指向pre的下一个节点
pre：原链表的尾节点，也就是反转后链表的头节点。最终返回的是pre。
while cur：表示反转循环的条件，这里是判断cur是否为空。也可以根据题目的条件改成其他循环条件
反转链表的尾节点，这里的尾节点是None，后面会提到显式指定。

对于反转链表的问题，抓住原链表的头节点、原链表的尾节点、反转循环条件、反转链表的尾节点这几个主要角色，基本没什么问题。

接下来，举两个例子：

链表内指定区间反转

链表中的节点每k个一组翻转

链表内指定区间反转

将一个节点数为 size 链表 m 位置到 n 位置之间的区间反转，要求时间复杂度 O(n)，空间复杂度 O(1)。

要求：时间复杂度 O(n) ，空间复杂度 O(n)

进阶：时间复杂度 O(n)，空间复杂度 O(1)

输入：
{1,2,3,4,5},2,4
返回值：
{1,4,3,2,5}

套用公式

这道题目和baseline的区别是，是将对整个链表的反转改成链表 m 位置到 n 位置之间的区间反转，来套一下公式：

原链表的头节点：cur：从head出发，再走m-1步，到达cur
原链表的尾节点：pre：cur前面的节点
反转循环条件：for i in range(n,m)
反转链表的尾节点：需要保存下从head出发，再走m-1步，到达cur时，此时pre的位置 prePos。prePos.next是反转链表的尾节点

和前面的比，需要额外注意下：

需要保存下从head出发，再走m-1步，到达cur时，此时pre的位置 prePos。在反转循环结束后，再进行穿针引线
由于不是对整个链表进行反转，最好新建虚拟头节点dummpyNode，dummpyNode.next指向整个链表

代码实现

先看下套公式部分的代码：

# 找到pre和cur
i = 1
while i<m:pre = curcur = cur.nexti = i+1# 在指定区间内反转
preHead = pre
while i<=n:nextNode = cur.nextcur.next = prepre = curcur = nextNodei = i+1

穿针引线部分代码：

nextNode = preHead.next
preHead.next = pre
if nextNode:nextNode.next = cur

完整代码：

class ListNode:def __init__(self, x):self.val = xself.next = Noneclass Solution:def reverseBetween(self , head , m , n ):# write code heredummpyNode = ListNode(-1)dummpyNode.next = headpre = dummpyNodecur = headi = 1while i<m:pre = curcur = cur.nexti = i+1preHead = prewhile i<=n:nextNode = cur.nextcur.next = prepre = curcur = nextNodei = i+1nextNode = preHead.nextpreHead.next = preif nextNode:nextNode.next = curreturn dummpyNode.next

链表中的节点每k个一组翻转

将给出的链表中的节点每 k 个一组翻转，返回翻转后的链表
如果链表中的节点数不是 k 的倍数，将最后剩下的节点保持原样
你不能更改节点中的值，只能更改节点本身。

要求空间复杂度 O(1)，时间复杂度 O(n)

输入：
{1,2,3,4,5},2
返回值：
{2,1,4,3,5}

套用公式

这道题目和baseline的区别是，是将对整个链表的反转改成每k个一组反转，如果节点数不是k的倍数，剩下的节点保持原样。先分段来看，假设面对位置1-位置k的链表：

原链表的头节点：cur：从head出发，再走k-1步，到达cur
原链表的尾节点：pre：cur前面的节点
反转循环条件：for i in range(1,k)
反转链表的尾节点：先定义tail=head，等反转完后tail.next就是反转链表的尾节点

先看下套公式部分的代码：

pre = None
cur = head
tail = headi = 1
while i<=k:nextNode = cur.nextcur.next = prepre = curcur = nextNodei = i+1

这样，我们就得到了1 位置1-位置k的反转链表。

此时：

pre：指向反转链表的头节点
cur：位置k+1的节点，下一段链表的头节点
tail：反转链表的尾节点

那么，得到位置k+1-位置2k的反转链表，就可以用递归的思路，用tail.next=reverse(cur，k)

需要注意：如果链表中的节点数不是 k 的倍数，将最后剩下的节点保持原样

i = 1
tmp = cur
while i<=k:if tmp:tmp = tmp.nextelse:return headi = i+1

代码实现

完整代码：

class ListNode:def __init__(self, x):self.val = xself.next = Noneclass Solution:def reverseKGroup(self , head , k ):# write code herereturn self.reverse(head, k )def reverse(self , head , k ):pre = Nonecur = headtail = headi = 1tmp = curwhile i<=k:if tmp:tmp = tmp.nextelse:return headi = i+1i = 1while i<=k:nextNode = cur.nextcur.next = prepre = curcur = nextNodei = i+1tail.next = self.reverse(cur, k)return pre

总结

抓住几个关键点：

cur：原链表的头节点，在反转结束时，cur指向pre的下一个节点

pre：原链表的尾节点，也就是反转后链表的头节点。最终返回的是pre。

while cur：表示反转循环的条件，这里是判断cur是否为空。也可以根据题目的条件改成其他循环条件

反转链表的尾节点，这里的尾节点是None，后面会提到显式指定。

想清楚这几个关键点都是如何定义的，基本题目都可以迎刃而解啦。

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链表内指定区间反转

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链表中的节点每k个一组翻转

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