算法设计与分析（17）-- Swap Nodes in Pairs（难度：Medium）

算法设计与分析（17）

题目：Swap Nodes in Pairs

问题描述：
Given a linked list, swap every two adjacent nodes and return its head.

For example,
Given 1->2->3->4, you should return the list as 2->1->4->3.

Your algorithm should use only constant space. You may not modify the values in the list, only nodes itself can be changed.

算法思路

问题是把一个链表的每两个节点进行交换位置。一个链表节点交换位置，按题目的要求，不能通过更改节点里的取值，实际上只需要更改节点中的next指针。所以这里的算法比较简单，我们只需要额外引入两个指针ListNode *first, *second，就可以完成任务。
（1）首先，若头指针为空直接返回NULL。若不为空，first指向头部第一个节点，接着若head->next不为空，用second指向第二个节点。然后为了交换first和second的位置，先使head指向第二个节点，再改变first和second的next取值：

ListNode *first, *second;if (head == NULL)    return head;first = head;if (head->next != NULL){    second = first->next;    head = second;    first->next = second->next;    second->next = first;}

（2）注意这个时候，由于已经交换位置，实际上first才是second的下一个节点。所以接下来我们判断first->next与first->next->next是否为空，只有当两个都不为空时，我们才对他们两个节点进行交换。
交换过程也比较简单：先使用ListNode *temp取值为first，在将first->next和first->next->next重新用first和second指向他们。接着就可以通过改变他们的next取值来更变位置。

while (first->next != NULL && first->next->next != NULL){    ListNode *temp = first;    first = first->next;    second = first->next;    temp->next = second;    first->next = second->next;    second->next = first;}

（3）最后返回头指针。

程序运行结果：

实现代码

#include <iostream>#include <vector>using namespace std;struct ListNode {    int val;    ListNode *next;    ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}};ListNode* swapPairs(ListNode* head) {    ListNode *first, *second;    if (head == NULL)        return head;    first = head;    if (head->next != NULL)    {        second = first->next;        head = second;        first->next = second->next;        second->next = first;    }    while (first->next != NULL && first->next->next != NULL)    {        ListNode *temp = first;        first = first->next;        second = first->next;        temp->next = second;        first->next = second->next;        second->next = first;    }    return head;}int main(){    ListNode a1(1), a2(2), a3(3), a4(4);    a1.next = &a2;    a2.next = &a3;    a3.next = &a4;    ListNode *head = &a1;    swapPairs(head);    while (head != NULL)    {        cout << head->val << endl;        head = head->next;    }    return 0;}