25. K个一组翻转链表：从初学者到高手的进阶之路

在简书上，有一道非常热门的算法题吸引了我的目光——“K个一组翻转链表”。这不仅是一道经典的算法题，更是一个让我重新审视自己编程能力的机会。作为一名程序员，我深知学习算法的重要性，而这次挑战更是让我深刻体会到从初学到精通的过程。

什么是K个一组翻转链表？

简单来说，就是给定一个链表，将其按照每K个节点为一组进行反转。如果最后一组不足K个节点，则保持原样。这个问题看似简单，但实际操作中却暗藏玄机。为了更好地理解这个算法，我决定一步步拆解它。

第一步：明确问题

首先，我们需要清楚输入和输出分别是什么。输入是一个链表和一个整数K，输出则是经过翻转后的链表。例如，对于链表1->2->3->4->5和K=2，输出应该是2->1->4->3->5。明确了这一点后，我开始思考如何实现这一目标。

第二步：分析思路

解决这个问题的关键在于分组和反转。我们可以先将链表分为若干组，每组包含K个节点，然后对每一组进行反转。最后，将所有反转后的组重新连接起来即可。听起来是不是很简单？然而，实际编码过程中会遇到许多细节问题，比如边界条件、指针管理等。

第三步：实现代码

接下来，我尝试用Python来实现这个算法。以下是具体的代码：

class ListNode: \
    def __init__(self, val=0, next=None): \
        self.val = val \
        self.next = next

def reverseKGroup(head: ListNode, k: int) -> ListNode: \
    dummy = ListNode(0) \
    dummy.next = head \
    prev_group_end = dummy \
    while True: \
        # 检查是否有足够的节点进行反转 \
        kth_node = get_kth_node(prev_group_end, k) \
        if not kth_node: \
            break \
        group_start = prev_group_end.next \
        group_end = kth_node \
        next_group_start = group_end.next \

        # 反转当前组 \
        prev, curr = None, group_start \
        while curr != next_group_start: \
            temp = curr.next \
            curr.next = prev \
            prev = curr \
            curr = temp \

        # 连接反转后的组 \
        prev_group_end.next = group_end \
        group_start.next = next_group_start \
        prev_group_end = group_start \
    return dummy.next

def get_kth_node(start, k): \
    while start and k > 0: \
        start = start.next \
        k -= 1 \
    return start

这段代码虽然看起来复杂，但实际上逻辑清晰明了。通过定义一个虚拟头节点dummy，我们可以方便地处理链表的头部。同时，使用get_kth_node函数来检查是否还有足够的节点可以进行反转。

第四步：优化与扩展

在完成基本功能后，我还考虑了一些优化和扩展的可能性。例如，我们可以通过递归来实现同样的功能，或者支持用户自定义反转规则。这些改进不仅可以提升算法性能，还能增加其实用性。

总结

通过这次挑战，我对链表的操作有了更深的理解，也学会了如何系统化地解决复杂问题。从明确问题到分析思路，再到实现代码和优化扩展，每一步都充满了乐趣和挑战。如果你也想提高自己的算法能力，不妨试试这道题目吧！相信你也会有所收获。

文章导读

• 什么是K个一组翻转链表？
• 第一步：明确问题
• 第二步：分析思路
• 第三步：实现代码
• 第四步：优化与扩展
• 总结