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# LeetCode 第 25 号问题：K 个一组翻转链表
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> 本文首发于公众号「图解面试算法」，是 [图解 LeetCode ](<https://github.com/MisterBooo/LeetCodeAnimation>) 系列文章之一。
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> 同步博客：https://www.algomooc.com
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题目来源于 LeetCode 上第 25 号问题：K 个一组翻转链表。题目难度为 Hard
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### 题目描述
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给你一个链表，每 *k* 个节点一组进行翻转，请你返回翻转后的链表。
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*k* 是一个正整数，它的值小于或等于链表的长度。
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如果节点总数不是 *k* 的整数倍，那么请将最后剩余的节点保持原有顺序。
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**示例:**
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给你这个链表：`1->2->3->4->5`
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当 *k* = 2 时，应当返回: `2->1->4->3->5`
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当 *k* = 3 时，应当返回: `3->2->1->4->5`
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**说明:**
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- 你的算法只能使用常数的额外空间。
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- **你不能只是单纯的改变节点内部的值**，而是需要实际进行节点交换。
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### 题目解析
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这道算法题可以说是 [两两交换链表中的节点](https://github.com/MisterBooo/LeetCodeAnimation/blob/master/0024-Swap-Nodes-in-Pairs/Article/0024-Swap-Nodes-in-Pairs2.md) 的升级版, 区别就是反转的子链表节点个数变成了自定义.
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总体思路还是一样的, 具体可以分为两个处理模块:
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1. 根据 *k* 划分若干个需要反转的子链表, 连接反转后的子链表, 最后不足 *k* 的子链表保持不变
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- 设置哨兵 `dummy` 指向 `head` , 为了能找到反转后的链表头结点;
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- 循环 *k* 确定需要 反转子链表 的范围:
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- 循环完成, 确定子链表可以反转
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假设 *A* , *B* 子链表邻接且都可以反转
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- 指针 `start` 指向 *A* 的头结点, `end` 指向 *A* 的尾结点, `nxt` 指向 *B* 的头结点
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- `start -> end` 反转后, `start` 变成了 A 的尾结点, `start -> next = nxt` , 反转后的 *A* 链表指向了 *B*
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- 重置 `start` 为 *B* 的头节点, `end` 为 *B* 的尾结点, `nxt` 为下一个子链表头节点, 反转 *B* 链表
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- 重复上面动作, 知道 循环终止
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- 循环终止, 剩余节点不足 *k* , 终止反转, 返回链表
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2. 反转子链表
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假设子链表前三个节点为 *a*, *b*, *c* ,设置指针 `pre`, `cur`, `nxt` , 初始化 `pre` 值为 `null`, `cur` 值为 *a* , `nxt` 值为 *a* , 这三个指针位置不变且相邻
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终止条件: `cur` 不为空
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将当前节点的指针指向上一个节点
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1. `cur` 指向 `nxt` ( `nxt` 值为 *b* )
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2. `cur` 指向 `pre` ( `cur` 指向 `null` )
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3. `cur` 赋值给 `pre` ( `pre` 值为 *a* ) , `nxt` 赋值给 `cur` ( `cur` 值为 *b* )
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4. 在执行 步骤 `1` ( `nxt` 值为 *c* , 到此相当于 `pre`, `cur` , `nxt` 指向依次向后移动 `1` 位 )
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5. 重复上面动作
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### 动画描述
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<img src="../Animation/Animation.gif" alt="Animation" style="zoom:150%;" />
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### 参考代码
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#### 反转链表
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```javascript
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/**
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* JavaScript 描述
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* 反转区间 [start, end) 的元素, 注意不包含 end
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*/
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function reverse(start, end) {
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let pre = null,
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cur = start,
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nxt = start;
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while (cur != end) {
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nxt = cur.next;
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// 逐个节点反转
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cur.next = pre;
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// 更新指针位置
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pre = cur;
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cur = nxt;
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}
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// 反转后的头结点, start 移到了最后, end 没有发生改变
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return pre;
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};
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```
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#### 递归解法
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```javascript
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/**
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* JavaScript 描述
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* 递归
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*/
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var reverseKGroup = function(head, k) {
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if (head == null) {
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return null;
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}
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let start, end;
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start = end = head;
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for (let i = 0; i < k; i++) {
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// 不足 k 个，不需要反转
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if (end == null) {
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return head;
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}
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end = end.next;
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}
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// 反转前 k 个元素, 不包含 end
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let reverseHead = reverse(start, end);
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// 递归反转后面k个元素 , 并前后连接起来
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start.next = reverseKGroup(end, k);
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return reverseHead;
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};
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```
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#### 迭代解法
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```javascript
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/**
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* JavaScript 描述
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* 迭代
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*/
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var reverseKGroup = function(head, k) {
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let dummy = new ListNode(0);
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dummy.next = head;
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let pre, start ,end, nxt;
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pre = start = end = nxt = dummy;
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while (end.next != null) {
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for (let i = 0; i < k && end != null; i++) {
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end = end.next;
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}
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if (end == null) {
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// 不足 k 个, 跳出循环
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break;
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}
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start = pre.next;
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nxt = end.next;
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// 反转前 k 个元素, 不包含 nxt
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pre.next = reverse(start, nxt);
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// 链接后面的链表
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start.next = nxt;
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// pre , end 重置到 下一个 k 子链表
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pre = start;
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end = pre;
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||
}
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return dummy.next;
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||
};
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```
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### 复杂度分析
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- 时间复杂度: **O( nk )** , 最好情况 O( n ), 最坏情况 O( n^2 )
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- 空间复杂度: **O( 1 )**
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