05对链表进行重新排序

05对链表进行重新排序

05对链表进行重新排序

题目描述（难度：中等）单链表结构方法一

复杂度分析 主函数参考文献

题目描述（难度：中等）

给定链表 L0->L1->L2…Ln-1->Ln，把链表重新排序为 L0->Ln->L1->Ln-1->L2-> Ln-2…。要求：

（1）在原来链表的基础上进行排序，即不能申请新的结点；
（2）只能修改结点的 next 域，不能修改数据域。

单链表结构

class LNode:
    def __init__(self):
        self.data = None # 数据域
        self.next = None # 指针域

由于单链表中每个结点的地址都存储在其前驱结点的指针域中，因此，对单链表中任何一个结点的访问只能从链表的头指针开始进行遍历。注意：在修改结点指针域的时候，记录下后继结点的地址，否则会丢失后继结点。 方法一

# 找出链表Head的中间结点，把链表从中间断成两个子链表
def FindMiddleNode(head):
    if head is None or head.next is None:
        return head
    fast = head  # 遍历链表的时候每次向前走两步
    slow = head  # 遍历链表的时候每次向前走一步
    slowPre = head
    # 当fast到链表尾时，slow恰好指向链表的中间结点
    while fast is not None and fast.next is not None:
        slowPre = slow
        slow = slow.next
        fast = fast.next.next
    # 把链表断开成两个独立的子链表
    slowPre.next = None
    return slow

# 对不带头结点的单链表逆序
def Reverse(head):
    if head == None or head.next == None:
        return head

    pre = head  # 前驱结点
    cur = head.next  # 当前结点
    next = cur.next  # 后继结点
    pre.next = None
    # 使当前遍历到的结点cur指向其前驱结点
    while cur is not None:
        next = cur.next
        cur.next = pre
        pre = cur
        cur = cur.next
        cur = next
    return pre


# 对链表进行排序
def Reorder(head):
    if head == None or head.next == None or head.next.next == None:
        return
    # 前半部分链表第一个结点
    cur1 = head.next
    mid = FindMiddleNode(head.next)
    # 后半部分链表逆序后的第一个结点
    cur2 = Reverse(mid)
    tmp = None
    # 合并两个链表
    while cur1.next is not None:
        tmp = cur1.next
        cur1.next = cur2
        cur1 = tmp
        tmp = cur2.next
        cur2.next = cur1
        cur2 = tmp
    cur1.next = cur2

复杂度分析

时间复杂度为 O ( n ) O(n) O(n)空间复杂度为 O ( 1 ) O(1) O(1) 主函数

if __name__ == "__main__":
    head = LNode()
    head.next = None
    tmp = None
    cur = head
    # 构造第一个链表
    link = [1, 2, 3, 4, 5]
    for i in link:
        tmp = LNode()
        tmp.data = i
        tmp.next = None
        cur.next = tmp
        cur = tmp

    print("排序前：", end='')
    cur = head.next
    while cur != None:
        print(cur.data, '', end='')
        cur = cur.next
    Reorder(head)
    print("n排序后：", end='')
    cur = head.next
    while cur != None:
        print(cur.data, '', end='')
        cur = cur.next

参考文献

[1] 何海涛. 剑指Offer：名企面试官精讲典型编程题（第2版）. 北京： 电子工业出版社，2017
[2] 张波，楚秦. Python程序员面试算法宝典. 北京：机械工业出版社，2018