[24] Swap Nodes in Pairs

1. 题目描述

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.

交换一个单项链表中相邻的元素，且不使用多余的空间，只操作单向链表中的节点指针。

2. 解题思路

一般链表操作我首先先考虑链表为空和只有一个节点的情况，一般这种情况都直接返回，这个题也如是，一个节点不用交换了，直接返回head就好。之后就要开始仔细考虑在操作链表指针的过程中，断开一个指针的时候有没有其他指针指向他后面的元素，如果没有很有可能会发生丢失，还有就是如果我想操作这个节点的前一个或前几个节点的时候，必须也要存下来，因为他是一个单向链表，过去了就找不回来啦。下面我们再画一个图，来看看这个题应该如何对指针进行操作。

既然是要进行交换操作，那么至少就需要两个指针p, q。所谓交换两个节点，就是原本q的next要指向p，原本p的next要指向q的next，这就完成了两个节点的交换。过程如图12，3为完成一次交换后的结果。之后我们将p、q后移对下一组进行操作，这时就发现了一个问题，如果3、4进行交换了，1还是指向3的，这样4就丢了，所以1应该修改next指向4才对。这种问题发生在后面有偶数个元素的情况，即如果后面没有4，到3就结束了，那么1指向3是对的。所以就发现了跟之前重合的部分，因为q如果为空的时候即最后只有一个节点了，压根就不用交换了，也就直接结束了操作。所以当q不为空时，我们需要修改1的next指针，指向交换后在前面的元素。所以我们定义一个r，保存住原来1的位置，进入下一轮操作时，将r的next修改为q，其他的过程还保持不变。宗旨看图应该就可以看明白啦XD

3. Code

/** * Definition for singly-linked list. * public class ListNode { *     int val; *     ListNode next; *     ListNode(int x) { val = x; } * } */public class Solution {    public ListNode swapPairs(ListNode head) {        // 链表只有一个节点或没有节点直接返回        if (head == null || head.next == null)        {            return head;        }        // 创建两个暂存指针，指向head和head的下一个元素        ListNode p = head;        ListNode q = head.next;        // 因为交换改变了head，所以head需要移动到下一个元素        head = head.next;        ListNode r = null;        // q等于空时，只有一个元素，不用进行交换        while(q != null)        {            if(r != null)            {                r.next = q;  // ③            }            p.next = q.next;  // ①            q.next = p;  // ②            r = p;            p = p.next;  // p向后移动到p’            // 当p为空时，后面就没有节点了，证明操作已经完成            if(p == null) break;            q = p.next;  // q向后移动到q’        }        return head;    }}