【LeetCode难题解题思路（Java版）】25. k个一组翻转链表

首先看一下题目描述：

给出一个链表，每 k 个节点一组进行翻转，并返回翻转后的链表。

k 是一个正整数，它的值小于或等于链表的长度。如果节点总数不是 k 的整数倍，那么将最后剩余节点保持原有顺序。

示例 :

给定这个链表：1->2->3->4->5

当 k = 2 时，应当返回: 2->1->4->3->5

当 k = 3 时，应当返回: 3->2->1->4->5

说明 :

你的算法只能使用常数的额外空间。
你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际的进行节点交换。

再来看一下输入输出的要求：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
        
    }
}

注意到的关键点：
1.常数的额外空间，不是说只能使用基本类型的额外空间，而是让你用尽量少的对象空间。
2.一定要做结点交换，其实就是重新安排指针。
3.给出的是个单向链表，所以在设计递进单元，指针重定向的时候，要注意指针位置的保存。不然可能会丢掉指针导致递进失败。（这个问题在大四刷数据结构题的时候吃了不少亏。）
递进单元设计
先不考虑其他干扰因素，只考虑对长度为k的链表的反转问题。我想到的是两种方法：
第一种，头插法。其思想见图。

这种方法，相当于建立另外一个链表–L的头，然后，将要处理的列表递进处理，一个一个的插入新链表，最后返回新L.next即可。
然后再考虑一下多个这样的处理单元（n个结点，k个为一个单元）合并的事情，每次处理完这样一个单元后，要拿到两个结点才可以进行合并，第一就是L，这个是本来就有的，通过L.next可以获取到单元链表的头，第二就是最后一个结点，其实最后一个结点就是最开始插入的那个结点，所以每次处理的时候，要把它保存一下。
第二种，直接指针反转。

因为是单链表，为了防止指针结点丢失，我们至少需要三个指针来进行操作，以及递进。首先红色的指针代表当前结点，绿色的代表上个结点，蓝色的代表下一个结点，那么在每个操作单元要做的事情就是：

next=cur.next;//首先获取到递进的下一项防止结点丢失
cur.next=prev;//处理当前结点的指针，它本来应该指向下一个的，现在让它指向前一个
prev=cur;//前进
cur=next;//注意这里，不是cur=cur.next,因为cur的next已经重新指向前一位了，它的下一位已经丢失，所以第一步先把它的下一位用next保存下来了

当cur处理完最后一个结点的时候（第k个），prev指向最后一个结点，next指向下一个结点。
进行链表拼接的时候，也需要两个结点，首先头结点就是prev，而尾结点同样是处理的第一个结点，那么也需要记录一下第一个结点。

码代码
第一种思想的实现：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
        ListNode list=new ListNode(0);//永远表示头插法要插入的头结点
        ListNode return_list=list;//最终要返回的链表头
        ListNode Start=new ListNode(0);//每次处理反转时，开始的位置
        ListNode End=new ListNode(0);//每次处理反转时，结束的位置
        int count=0;//计数
        while(head!=null){//对要处理的链表按k个一组递进处理
            count=0;
            Start=head;
            End=Start;//开始结束指针的初始化
            while(End!=null&&count<k){
                End=End.next;
                count++;
            }//首先判定一下当前组是否有k个
            if(count==k){//有k个则进行处理
                list.next=head;//因为遇到list.next=null的问题，好像不能tmp=list.next这样去赋值，所以就手动给它先加一个结点
                head=head.next;//手动递进一位
                for(int i=1;i<k;i++){//因为已经加了一个结点，所以i从1开始，
                    ListNode tmp=list.next;
                    list.next=head;
                    head=head.next;
                    list.next.next=tmp;//头插法
                }
                Start.next=null;//在这里必须清空头数字的指针，使其变成真正的尾部
                list=Start;//Start里保存的就是尾部，而list要永远是头插法要插入的头，所以要让list定位到Start开始下一轮处理，这里可以这么理解，list一次往后跳k个结点，每次处理完之后，都跳到链表的最后，以便下一轮在其后面插入结点
               
            }else{//如果不足k个，直接链接即可
                list.next=Start;
                break;
            }
            
        }
       return return_list.next; //因为list是往后跳的，但是return_list是保存着list的最开始的位置的，所以返回的时候要返回return_list;
    }
}

第二种的实现：
PS：参考了评论区的递归的思想。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
        
        ListNode prev=null;
        ListNode cur=head;
        ListNode S=head;//和前一个思想一样，先用它递进看一下是不是有k个结点
        ListNode next=null;
        int count=0;
        int i=0;
        while(S!=null&&count<k){
            S=S.next;
            count++;
        }
        if(count==k){
            while(i<k&&cur!=null){//递归的末端1
                next=cur.next;
                cur.next=prev;
                prev=cur;
                cur=next;
                i++;//这里学会了用prev来保存前一变量，
            }
            if(next!=null){//递归的传递端
                head.next=reverseKGroup(next,k);//在这里优化成了递归
            }
            return prev;//最终返回
            
        }else{
            return head;//递归的末端2
        }
        
    }
}

复杂度总结：
首先可以看到关键处理过程是一遍扫描，之前又有一次预扫描，所以时间复杂度应该是O(2n)。
最后
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