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24. 两两交换链表中的节点

题目描述​

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：

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

出处：LeetCode

解法一：递归​

思路​

我们可以使用递归来交换链表中相邻的节点。我们定义一个递归函数 swap，函数的参数是两个节点 node1 和 node2，分别表示要交换的两个节点。在递归函数中，我们首先判断 node1 和 node2 是否为空，如果其中有一个为空，则返回另一个节点。然后，我们交换 node1 和 node2 两个节点，即将 node1 的 next 指针指向 node2 的 next 节点，将 node2 的 next 指针指向 node1。最后，我们返回 node2 节点。

实现​

function swapPairs(head: ListNode | null): ListNode | null {
  if (head === null || head.next === null) {
    return head;
  }

  const node1 = head;
  const node2 = head.next;

  node1.next = swapPairs(node2.next);
  node2.next = node1;

  return node2;
}

复杂度分析​

  • 时间复杂度：O(n)O(n)，其中 nn 是链表的长度
  • 空间复杂度：O(n)O(n)

解法二：迭代​

思路​

我们也可以使用迭代来交换链表中相邻的节点。我们定义一个哑节点 dummy，然后定义一个指针 prev 指向哑节点。然后我们遍历链表，每次迭代时，我们将两个相邻的节点 node1 和 node2 分别指向 prev.next 和 prev.next.next。然后，我们将 prev.next 指向 node2，node1 的 next 指针指向 node2 的 next 节点，node2 的 next 指针指向 node1。最后，我们将 prev 指针指向 node1，继续迭代。

实现​

function swapPairs(head: ListNode | null): ListNode | null {
  const dummy = new ListNode(0);
  dummy.next = head;

  let prev = dummy;

  while (prev.next !== null && prev.next.next !== null) {
    const node1 = prev.next;
    const node2 = prev.next.next;

    prev.next = node2;
    node1.next = node2.next;
    node2.next = node1;

    prev = node1;
  }

  return dummy.next;
}

复杂度分析​

  • 时间复杂度：O(n)O(n)，其中 nn 是链表的长度
  • 空间复杂度：O(1)O(1)