题目
给定一个链表，请在不修改节点内部值的情况下，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后链表的头节点。
例如：
原链表转换为列表：[1, 2, 3, 4]
最终的链表转换为列表：[2, 1, 4, 3]原链表转换为列表：[1, 2, 3, 4, 5]
最终的链表转换为列表：[2, 1, 4, 3, 5]原链表转换为列表：[]
最终的链表转换为列表：[]
已知 链表节点的定义、链表与列表相互转换 的代码如下：
class ListNode: # 单链表
def __init__(self, val=0, next=None):
self.val = val # 链表节点上存储的元素
self.next = next # 指向下一个链表节点
def list_to_list_node(numbers): # 将列表转换为单向链表，并返回链表的头节点
dummy_head = ListNode(0)
pre = dummy_head
for number in numbers:
pre.next = ListNode(number)
pre = pre.next
pre = dummy_head.next
return pre
def list_node_to_list(node): # 将单向链表转换为列表
result = []
while node:
result.append(node.val)
node = node.next
return result
实现思路
- 假设初始链表节点如下：节点1 -> 节点2 -> 节点3 -> 节点4 -> 节点5，设置一个虚拟头节点后，链表变为：虚拟头节点 -> 节点1 -> 节点2 -> 节点3 -> 节点4 -> 节点5
- 首先，需用3个变量保存在除虚拟头节点外的前3个节点，因为等会需要改变节点的指向
- 第一步，让当前节点通过 next 指向节点2
- 第二步，让当前节点的下个节点通过 next 指向节点1
- 第三步，让当前节点的下下个节点通过 next 指向节点3
- 第四步，让当前节点移动2位，也就是到 节点1 的位置，以便继续交换后面的节点
- 通过上面几步处理后，链表变为：虚拟头节点 -> 节点2 -> 节点1 -> 节点3 -> 节点4 -> 节点5，同时当前节点已经变为 节点1
- 循环以上几步操作，直到当前节点的下个节点或下下个节点出现空时，说明节点交换完成，最终得到的链表为：虚拟头节点 -> 节点2 -> 节点1 -> 节点4 -> 节点3 -> 节点5
- 最后，将链表虚拟头节点的下一个节点，也就是将 节点2 返回即可
代码实现--迭代
class Solution:
def swapPairs(self, head: ListNode) -> ListNode:
dummy_head = ListNode(next=head) # 设置虚拟头节点
cur = dummy_head
while cur.next is not None and cur.next.next is not None:
tmp1, tmp2, tmp3 = cur.next, cur.next.next, cur.next.next.next # 临时节点1、节点2、节点3
cur.next = tmp2 # 改变节点指向，当前节点通过 next 指向节点2
cur.next.next = tmp1 # 改变节点指向，下个节点通过 next 指向节点1
cur.next.next.next = tmp3 # 改变节点指向，下下个节点通过 next 指向节点3
cur = cur.next.next # 当前节点移动2位（变为节点1）
return dummy_head.next
代码实现--递归
class Solution:
def swapPairs(self, head: ListNode) -> ListNode:
cur = head
while cur is None or cur.next is None: # 递归终止条件：当前节点或下个节点为空
return cur
post = cur.next # 临时保存下个节点
cur.next = self.swapPairs(post.next) # 改变节点指向，当前节点通过 next 指向经过递归处理的子链表
post.next = cur # 改变节点指向，下个节点通过 next 指向当前节点
return post # 每次递归调用后，当前节点和下个节点指向发生改变，子链表都是从下个节点开始
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