LeetCode从算法到算命—24.两两交换链表中的节点（20230806）

24.两两交换链表中的节点

题目信息

给你一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题（即，只能进行节点交换）。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4]
输出：[2,1,4,3]

示例 2：

输入：head = []
输出：[]

示例 3：

输入：head = [1]
输出：[1]

提示：

• 链表中节点的数目在范围 [0, 100] 内
• 0 <= Node.val <= 100

解题思路

在不修改值的情况下完成本题，也就是不能把整个链表每个值放到集合里，在集合中两两交换后再构建为一个新的链表。我们需要直接对节点本身进行交换，而不能改变每个节点的值。

每次只交换两个节点，假设这样一个链表1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5，交换一次之后就会变成2 -> 1 3 -> 4 -> 5，再接下来交换以3开头的链表2 -> 1 4 -> 3 5，最后以5开头的链表后面是没有元素的，也就是无法交换的。交换完之后把它们连起来，就是最后的答案了，因此这道题目可以用递归来解决。

指针的变化情况是，第一次交换的时候，二号节点指向一号节点，也就是Node2.next指向Node1；一号节点没有指向二号节点，而是以三号节点为开头的链表交换后的结果（交换后是返回一个头节点来表示整个链表），因此Node1应该指向swap(Node3)。那么重复这个过程就能达到两两节点交换的效果，最后返回二号节点（因为交换后二号节点就会变成整个链表的头节点）就可以了。

Java代码

public class Solution {
    public class ListNode {
      int val;
      ListNode next;
      ListNode() {}
      ListNode(int val) { this.val = val; }
      ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
  }

    public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        //如果链表没有节点了或者只剩一个节点，就不用交换了，直接返回当前节点
        if (head == null || head.next == null) {
            return head;
        }
        //定义三个节点
        ListNode node1 = head;
        ListNode node2 = node1.next;
        ListNode node3 = node2.next;
        //两两交换中，原第二个节点指向第一个节点
        node2.next = node1;
        //两两交换中，原第一个节点指向三号节点->以三号节点开头的链表交换后的结果
        node1.next = swapPairs(node3);
        //最后返回node2
        return node2;
    }

}