力扣面试经典——92题

💡 参考代码：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     struct ListNode *next;
 * };
 */

/**
 * 反转链表中指定区间内的节点
 * @param head 链表头指针
 * @param left 起始位置（从1开始计数）
 * @param right 结束位置（从1开始计数）
 * @return 反转后的链表头指针
 * 
 * 算法思路：
 * 1. 创建虚拟头节点，简化边界处理
 * 2. 找到反转区间的前一个节点
 * 3. 对[left, right]区间内的节点进行反转
 * 4. 连接反转后的链表段与原链表的其余部分
 * 
 * 时间复杂度: O(n)，其中n是链表长度，只需一次遍历
 * 空间复杂度: O(1)，只使用常数额外空间
 */
struct ListNode* reverseBetween(struct ListNode* head, int left, int right) {
    // 创建虚拟头节点，简化头节点可能被修改的情况
    struct ListNode dummy;
    dummy.next = head;
    
    // 找到反转区间的前一个节点
    struct ListNode* prev = &dummy;
    for (int i = 1; i < left; i++) {
        prev = prev->next;
    }
    
    // current指向反转区间的第一个节点
    struct ListNode* current = prev->next;
    
    // 头插法反转链表区间
    // 将current后面的节点依次插入到prev后面
    for (int i = 0; i < right - left; i++) {
        struct ListNode* next = current->next;  // 保存待插入节点
        current->next = next->next;             // 断开待插入节点
        next->next = prev->next;                // 连接节点右侧
        prev->next = next;                      // 连接节点左侧
    }
    
    // 返回新的头节点
    return dummy.next;
}

📖 总结：

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🤔 反转链表 II

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1️⃣ 题目核心信息

🎯 功能描述：给定单链表的头指针和两个整数 left 和 right，其中 left <= right，反转从位置 left 到位置 right 的链表节点，返回反转后的链表。

📥 输入输出：

• 输入：
  • head: 链表的头节点
  • left: 反转区间的起始位置（从1开始计数）
  • right: 反转区间的结束位置（从1开始计数）
• 输出：反转指定区间后的链表头节点

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2️⃣ 实现原理

💡 核心思路：使用虚拟头节点简化边界处理，通过头插法在一次遍历中完成指定区间的链表反转。

📋 实现步骤：

1. 创建虚拟头节点，指向原链表头节点，简化边界情况处理
2. 找到反转区间的前一个节点 prev
3. 使用头插法，将反转区间内的节点逐个插入到 prev 后面
4. 返回虚拟头节点的下一个节点作为新链表头节点

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3️⃣ 关键点解析

🎯 代码技巧

• 使用虚拟头节点(dummy node)统一处理头节点可能被修改的情况
• 头插法实现链表反转，避免多次遍历
• 精确控制循环次数，只对需要反转的部分进行操作

4️⃣ 使用场景

✅ 适用情况：

• 需要反转链表中某一段连续节点
• 要求一次遍历完成操作的链表问题
• 链表局部反转操作

⚠️ 前提条件：

• 链表非空
• 1 <= left <= right <= 链表长度

5️⃣ 复杂度分析

• ⏱️ 时间复杂度：O(n)，其中 n 是链表长度，只需一次遍历
• 💾 空间复杂度：O(1)，只使用常数额外空间

6️⃣ 注意事项

🚩 边界情况：

• left = 1 时，头节点会发生变化
• left = right 时，不需要反转
• 链表只有一个节点的情况

💥 易错点：

• 链表指针操作时容易出现空指针异常
• 反转区间边界处理错误
• 忘记更新连接关系导致链表断裂

7️⃣ 补充说明

以例子来逐步演示 reverseBetween 函数的执行过程。

以示例1为例：head = [1,2,3,4,5], left = 2, right = 4

初始状态

链表结构：1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> NULL

第一步：创建虚拟头节点

dummy -> 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> NULL

第二步：找到反转区间的前一个节点(prev)

循环 left-1 = 1 次，找到第1个节点（值为1）作为 prev：

dummy -> 1(prev) -> 2(current) -> 3 -> 4 -> 5 -> NULL

第三步：开始头插法反转

第一次迭代 (i=0)：

• current 指向节点2
• next 指向节点3
• 将节点3插入到 prev 后面

操作前：

dummy -> 1(prev) -> 2(current) -> 3(next) -> 4 -> 5 -> NULL

操作后：

dummy -> 1(prev) -> 4 -> 3 -> 2(current) -> 5 -> NULL

第四步：完成反转

此时已完成区间 [2,4] 的反转，最终链表为：

dummy -> 1 -> 4 -> 3 -> 2 -> 5 -> NULL

返回 dummy.next，即节点1，得到结果链表：1 -> 4 -> 3 -> 2 -> 5 -> NULL

这个过程的关键在于通过头插法，在一次遍历中就完成了指定区间的节点反转，避免了多次遍历链表的开销。

头插法的通俗解释

可以把这个过程想象成整理书架：

1. prev 是书架上固定不动的标记点

2. current 是你要开始整理的那本书

3. 每次都把 current 后面那本书(next)拿出来

4. 把这本书插到标记点(prev)后面的第一位置

5. 重复这个过程，直到整理完指定数量的书

这样，原本顺序排列的书就变成了倒序排列，实现了"反转"的效果。

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