代码题（64）— 旋转链表、反转链表、反转链表中的一段、分隔链表

1、61. 旋转链表

给你一个链表的头节点 head ，旋转链表，将链表每个节点向右移动 k 个位置。

 

• 链表中节点的数目在范围 [0, 500] 内
• -100 <= Node.val <= 100
• 0 <= k <= 2 * 109

　　这道旋转链表的题和之前那道 Rotate Array 很类似，但是比那道要难一些，因为链表的值不能通过下表来访问，只能一个一个的走，博主刚开始拿到这题首先想到的就是用快慢指针来解，快指针先走k步，然后两个指针一起走，当快指针走到末尾时，慢指针的下一个位置是新的顺序的头结点，这样就可以旋转链表了，自信满满的写完程序，放到 OJ 上跑，以为能一次通过，结果跪在了各种特殊情况，首先一个就是当原链表为空时，直接返回NULL，还有就是当k大于链表长度和k远远大于链表长度时该如何处理，需要首先遍历一遍原链表得到链表长度n，然后k对n取余，这样k肯定小于n，就可以用上面的算法了。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* rotateRight(ListNode* head, int k) {
        if(head == nullptr || k<=0 )
            return head;
        int  n =0;
        ListNode* cur = head;
        while(cur){
            cur = cur->next;
            n++;
        }
        k %= n;
        ListNode* fast = head;
        ListNode* slow = head;
        for(int i=0; i<k;++i){
            if(fast){
                fast = fast->next;
            }
        }
        if(!fast){
            return head;
        }
        while(fast->next){
            fast = fast->next;
            slow = slow->next;
        }
        fast->next = head;
        fast = slow->next;
        slow->next = nullptr;
        return fast;
    }
};

2、206. 反转链表

反转一个单链表。

示例:

输入: 1->2->3->4->5->NULL
输出: 5->4->3->2->1->NULL

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        if(head==nullptr || head->next==nullptr)
            return head;
        ListNode* pre = nullptr;
        ListNode* cur = head;
        ListNode* nex = nullptr;
        while(cur){
            nex = cur->next;
            cur->next = pre;
            pre = cur;
            cur = nex;
        }
        return pre;
    }
};

3、92. 反转链表 II

给你单链表的头指针 head 和两个整数 left 和 right ，其中 left <= right 。请你反转从位置 left 到位置 right 的链表节点，返回 反转后的链表 。

反转链表问题的难点在于指针的指向修改，其实只要理清楚思路，一般不会出错的。链表题目建议自己在纸上画一画。

今天的翻转指定区间的链表，需要以下指针：

指向 left 左边元素的指针 pre ，它表示未翻转的链表，需要把当前要翻转的链表结点放到 pre 之后。

cur 指向当前要翻转的链表结点。

nxt 指向 cur.next ，表示下一个要被翻转的链表结点。

tail 指向已经翻转的链表的结尾，用它来把已翻转的链表和剩余链表进行拼接。

另外用到了链表题常用技巧：哑节点 dummy。创建 哑节点 作为 链表 的新开头，返回结果是这个节点的下一个位置。目的是：如果要翻转的区间包含了原始链表的第一个位置，那么使用 dummy 就可以维护整个翻转的过程更加通用。

具体的翻转过程如下面的动图所示，指针虽然多，但是每个指针的移动都有自己的规则的，所以逐个指针去维护，应该不难。 

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* reverseBetween(ListNode* head, int left, int right) {
        if(head == nullptr || left<=0 || right <=0 || left>right)
            return head; 
        ListNode* dummy = new ListNode(-1);
        int pos = 1;
        dummy->next = head;
        ListNode* pre = dummy;
        ListNode* cur = head;
        while(cur && pos < left){
            cur = cur->next;
            pre = pre->next;
            pos++;
        }    
        ListNode* tailNode = cur;
        ListNode* nxt = cur;
        while(cur && pos<=right){
            nxt = cur->next;
            cur->next = pre->next;
            pre->next = cur;
            tailNode->next = nxt;
            cur = nxt;
            pos++;
        }  
        return dummy->next;
    }
}; 

4、86. 分隔链表

 给你一个链表的头节点 head 和一个特定值 x ，请你对链表进行分隔，使得所有 小于 x 的节点都出现在 大于或等于 x 的节点之前。

你应当 保留 两个分区中每个节点的初始相对位置。

 提示：

• 链表中节点的数目在范围 [0, 200] 内
• -100 <= Node.val <= 100
• -200 <= x <= 200

 将所有小于给定值的节点取出组成一个新的链表，此时原链表中剩余的节点的值都大于或等于给定值，只要将原链表直接接在新链表后即可，代码如下：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* partition(ListNode* head, int x) {
        if(head == nullptr)
            return head;
        ListNode* dummy = new ListNode(-1);
        ListNode* newdummy = new ListNode(-1);
        dummy->next = head;
        ListNode* cur = dummy;
        ListNode* p = newdummy;
        while(cur->next){
            if(cur->next->val < x){
                p->next = cur->next;
                cur->next = cur->next->next;
                p = p->next;
                p->next = nullptr;
            } else {
                cur = cur->next;
            }
        }
        p->next = dummy->next;
        return newdummy->next;

    }
};