图解算法：深入探索链表中的节点每k个一组翻转技巧

链表是计算机科学中非常基础且重要的数据结构，它由一系列节点组成，每个节点包含数据部分和指向下一个节点的指针。在许多算法问题中，链表的操作，尤其是翻转操作，是非常常见的。本文将深入探讨一种特殊的链表翻转技巧：每k个节点一组进行翻转。

1. 链表基础

在深入探讨k个节点一组翻转的技巧之前，让我们先回顾一下链表的基础知识。链表中的每个节点都有一个数据字段和一个指向下一个节点的指针。链表的最后一个节点指向null，表示链表的结束。

javaclass ListNode { int val; ListNode next; ListNode(int x) { val = x; }}

2. 翻转链表

翻转链表是链表操作中的基础，即将链表中的节点顺序颠倒。例如，给定链表 1 -> 2 -> 3 -> null，翻转后的链表为 3 -> 2 -> 1 -> null。

翻转链表的基本思想是使用三个指针：prev、current 和 next。初始时，prev 指向null，current 指向链表的头节点。在遍历链表的过程中，我们首先保存current的下一个节点，然后将current的下一个节点指向prev，接着将prev和current分别向前移动一位。

javapublic ListNode reverseList(ListNode head) { ListNode prev = null; ListNode current = head; while (current != null) { ListNode next = current.next; current.next = prev; prev = current; current = next; } return prev;}

3. 每 k 个节点一组翻转

现在我们来到了本文的核心部分：每k个节点一组翻转链表。这个问题的难点在于我们需要在链表中进行局部翻转，同时保持其他部分的顺序不变。

我们可以将这个问题分解为以下几个步骤：

分组：首先，我们需要将链表分为若干组，每组包含k个节点。如果链表的节点数不是k的整数倍，那么最后一组可能包含少于k个节点。
翻转每组：对于每一组，我们使用上面提到的翻转链表的技巧进行翻转。
连接组：翻转完每一组后，我们需要将它们重新连接起来，以保持链表的连续性。

下面是具体的实现代码：

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public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) { if (head == null || k == 1) return head;

    ListNode dummy = new ListNode(0);dummy.next = head;ListNode prev = dummy;ListNode end = dummy;while (end.next != null) {    for (int i = 0; i &lt; k &amp;&amp; end != null; i++) {        end = end.next;    }    if (end == null) break;    ListNode start = prev.next;    ListNode next = end.next;    end.next = null;    prev.next = reverseList(start);    start.next = next;    prev = start;    end = prev;}return dummy.next;

}

4. 复杂度分析

时间复杂度：O(n)，其中n是链表的长度。我们只需要遍历链表一次。
空间复杂度：O(1)，我们只需要常数级别的额外空间来存储指针。

5. 结论

每k个节点一组翻转链表是一个常见但有一定难度的链表操作问题。通过将问题分解为分组、翻转和连接三个步骤，我们可以有效地解决这个问题。掌握这种技巧对于解决其他更复杂的链表问题非常有帮助。

图解算法：深入探索链表中的节点每k个一组翻转技巧#

1. 链表基础#

2. 翻转链表#

3. 每 k 个节点一组翻转#

4. 复杂度分析#

5. 结论#